旋轉(zhuǎn)高溫粘度計: rsv1600/rsv1700
用于熔融玻璃/熔融煤灰/熔巖
測定在105~0.1p(104~0.01pa.s)之間熔融玻璃/熔融煤灰/熔巖的粘度
orton的rsv-1600旋轉(zhuǎn)高溫粘度計(熔融玻璃/熔融煤灰/熔巖粘度計)是按照astm c-965 程序a標準方法設計的,測定不同溫度下熔融玻璃/熔融煤灰/熔巖的粘度,rsv-1600是一種旋轉(zhuǎn)高溫粘度計,采用恒定旋轉(zhuǎn)速度方法來測定熔融玻璃/熔融煤灰/熔巖在特定溫度下的粘度,得到熔融玻璃/熔融煤灰/熔巖的粘度/溫度相關關系曲線,本系統(tǒng)也可以按照astm c-1276以及iso 7884/2標準方法用于測定。
orton設計的爐子系統(tǒng),可以放置用戶提供的鉑金坩鍋/剛玉坩堝/石墨坩堝,左邊的圖即為zui高溫度為1600℃、實驗室使用的旋轉(zhuǎn)高溫粘度計,可放置的坩鍋zui大為60mm(2.36)高、上面的外徑為73mm(2.87)、下面的外徑為57mm(2.24),可以放置大約300g左右的熔融玻璃。
右圖則是該系統(tǒng)的剖面圖,展示了高溫旋轉(zhuǎn)粘度計的基本部件,放置玻璃樣品的坩堝放置在底座上,爐子采用垂直硅鉬棒為加熱單元、s型控制熱電偶控制爐子加熱速度和樣品溫度。樣品有一根專門監(jiān)控熱電偶來測量樣品的溫度。通用型溫控儀(見上圖)包含一個多段可編程的pid控制器honeywell udc3200、限制電流的可控硅功率控制模塊、電流表,溫控儀用于在不同的升溫/降溫速率以及保持時間下控制爐子的加熱循環(huán)。
爐子是固定在支撐結(jié)構(gòu)上,坩堝的底座是電動升降,自由進出爐子,便于裝有熔融樣品的坩堝的操作,既安全、操作也簡單。轉(zhuǎn)子以及粘度計測試頭可以手動下降和提升,整個旋轉(zhuǎn)粘度計的設計可以*按照用戶的坩堝尺寸、粘度范圍、部件活動的方法、以及預算來設計。
由于爐子結(jié)構(gòu)的特殊設計,用戶可以熱操作坩堝的放置和取出,這樣的設計可以減少用戶的后處理時間,例如對于玻璃來說,可以在高溫下將坩堝取出,將熔融玻璃直接倒出,在熱的情況下降坩堝扔進水中,這樣便于坩堝的處理,而不需要使用qin氟酸來處理坩堝。在實驗緊張的情況下,可以連續(xù)進行玻璃粘度的測試。
爐子的升溫/降溫/保溫、以及粘度計轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速控制和扭矩數(shù)值的讀取由專有軟件visco控制和實時顯示。
等溫測試
熔融玻璃/熔融煤灰/熔巖保持在預先設定的溫度下平衡,通過坩鍋下面的樣品熱電偶監(jiān)控熔融樣品的溫度,并將溫度值傳輸?shù)接嬎銠C軟件或溫控儀面板上、實時顯示。并通過軟件啟動轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn),軟件會自動控制轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速,brookfield粘度計以軟件visco設定的旋轉(zhuǎn)速度控制轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn),visco軟件界面上實時顯示扭矩讀數(shù)以及粘度值,visco軟件實時顯示和記錄對應的粘度值。
nist srm717a標準玻璃rsv 1600等溫實際測試數(shù)據(jù)
樣品溫度(℃)
粘度(cp)
log[粘度,pa.s]
nist證書數(shù)據(jù)注1
1560
10240
1.01
0.99±0.06
1475
19040
1.28
1.22±0.06
1400
32640
1.51
1.46±0.07
1332
57760
1.76
1.70±0.08
1272
93920
1.97
1.93±0.10
1218
163000
2.21
2.17±0.11
1168
266000
2.42
2.41±0.12
1124
451000
2.65
2.65±0.13
1083
765000
2.88
2.89±0.14
1027
1680000
3.23
3.25±0.14
991
2820000
3.45
3.52±0.15
961
4750000
3.68
3.75±0.15
931
8130000
3.91
4.00±0.16
注1:該nist證書數(shù)據(jù)是按照nist srm 717a標準玻璃證書公式計算得到的:
動態(tài)測試
我們更*用戶采用動態(tài)測試:先把爐子升溫到設定的zui高溫度,然后以設定的降溫速率降溫,軟件visco實時記錄控制溫度/樣品溫度/扭矩/轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速,并實時計算粘度,如右圖所示。
右圖中紅色曲線是軟件記錄的玻璃粘度隨溫度的變化;黑色曲線是擬合得到的,由此我們可以計算任何溫度點對應的粘度值,也可以外推到更高溫度或更低溫度下的粘度值,可以在更寬的溫度范圍內(nèi)了解材料的粘度性能。
nist srm717a標準玻璃rsv 1600動態(tài)實際測試數(shù)據(jù)
樣品溫度(℃)
粘度(cp)
log[粘度,pa.s]
nist證書數(shù)據(jù)注2
1555
9840
0.99
1.00±0.06
1466
17840
1.25
1.25±0.06
1388
31240
1.50
1.50±0.07
1318
55760
1.75
1.75±0.08
1256
105000
2.02
2.00±0.10
1201
181000
2.26
2.25±0.11
1151
321000
2.51
2.50±0.12
1106
574000
2.76
2.75±0.13
1065
1020000
3.01
3.00±0.14
1028
1780000
3.25
3.25±0.14
993
3110000
3.49
3.50±0.15
961
5490000
3.74
3.75±0.15
注2:該nist證書數(shù)據(jù)是nist srm 717a標準玻璃證書數(shù)據(jù)。
軟件
麟文儀器與orton公司聯(lián)合開發(fā)了高溫粘度計的專業(yè)軟件visco,包括下面功能:
1. 設置:包括升溫程序的設置,可以升溫速率、降溫速率、也可以實現(xiàn)保溫;軟件自動讀出brookfield粘度計的型號,選擇轉(zhuǎn)子的型號和參數(shù),軟件查找高溫液體的液面,轉(zhuǎn)子的校正;數(shù)據(jù)文件的選擇、數(shù)據(jù)記錄的間隔設置;氣氛的控制開關;
2. 運行界面:實時顯示控制熱電偶溫度、坩堝底部樣品熱電偶溫度、以及平均溫度;實時顯示當前運行溫度段的狀態(tài);實時顯示粘度數(shù)據(jù),包括厘泊(cp)、泊(p)、帕.秒(pa.s)、以及上述單位的對數(shù)值。
3. 分析界面:可以對測試數(shù)據(jù)進行分析比對,可以顯示三坐標【時間、溫度、粘度相關關系】,也可以直接顯示雙坐標【溫度、粘度的相關關系】,可以直接打印出測試報告。
坩鍋和轉(zhuǎn)子
1. 用于熔融玻璃的坩鍋和轉(zhuǎn)子:一般來說是鉑/銠合金制成的,雖然由于鉑金的成本很高,但orton/麟文儀器還是鼓勵用戶使用鉑/銠合金的坩鍋以及轉(zhuǎn)子。許多玻璃公司可以比較容易得到價格比較低鉑金,我們可以為用戶提供有關鉑/銠合金的坩鍋和轉(zhuǎn)子的加工圖紙,這樣用戶能節(jié)省較多的費用。
2. 用于熔融煤灰的坩堝和轉(zhuǎn)子:我們采用剛玉材料作為熔融煤灰的坩堝和轉(zhuǎn)子,采用*的雙坩堝設計,可以確保熔融煤灰粘度測定的平穩(wěn)運行,可以簡化煤灰樣品的處理過程,提高測試效率。從下圖,我們很容易判斷熔融煤灰隨著溫度的下降而出現(xiàn)的拐點,結(jié)晶的開始。
3. 用于熔巖的坩堝和轉(zhuǎn)子:由于熔巖的溫度相對較低、粘度也較小,我們設計了適合于低粘度的不銹鋼轉(zhuǎn)子和不銹鋼坩堝,以確保低粘度測試數(shù)據(jù)的準確。
rsv-1600和rsv-1700技術指標
儀器型號
rsv1600
rsv1700
加熱元件
硅鉬棒
硅鉬棒
zui高溫度(°c)
長時間zui高工作溫度1600°c
長時間zui高工作溫度1700°c
熱電偶
s型
b型
熱電偶的布局
硅鉬棒旁邊的控制熱電偶一根,坩堝底部的樣品熱電偶一根
溫度控制系統(tǒng)
pid控制,honeywell udc3200控制器控制,軟件visco設置參數(shù)和記錄包括扭矩、溫度等的測試數(shù)據(jù)
樣品坩堝和轉(zhuǎn)子材質(zhì)
鉑銠合金,剛玉或其他材質(zhì)sic等
粘度計和粘度范圍
brookfield系列粘度計,按照下列范圍選擇:
hb dv2t: 1×102~3×105p,10~3×104pa.s,104~3×107cp
ha dv2t: 25~8×104p,2.5~8×103pa.s,2.5×103~8×106cp
rv dv2t: 10~4×104p,1~4×103pa.s,1×103~4×106cp
lv dv2t: 0.1~4×102p,0.01~4×101pa.s,10~4×104cp
功率消耗
220vac,30安培
220vac,35安培