旋轉(zhuǎn)高溫粘度計(jì): RSV系列

用于熔融玻璃/熔融煤灰/熔巖

      Orton的RSV-1600旋轉(zhuǎn)高溫粘度計(jì)（熔融玻璃/熔融煤灰/熔巖粘度計(jì)）是按照ASTM C-965 程序A標(biāo)準(zhǔn)方法設(shè)計(jì)的，測(cè)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(jì)，采用恒定旋轉(zhuǎn)速度方法來(lái)測(cè)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(guān)關(guān)系曲線，本系統(tǒng)也可以按照ASTM C-1276以及ISO 7884/2標(biāo)準(zhǔn)方法用于測(cè)定。

      Orton設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)室使用的旋轉(zhuǎn)高溫粘度計(jì)，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(jì)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(mén)監(jiān)控?zé)犭娕紒?lái)測(cè)量樣品的溫度。

      通用型溫控儀（見(jiàn)右圖）包含一個(gè)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(shí)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(dòng)升降，自由進(jìn)出爐子，便于裝有熔融樣品的坩堝的操作，既安全、操作也簡(jiǎn)單。轉(zhuǎn)子以及粘度計(jì)測(cè)試頭可以手動(dòng)下降和提升，整個(gè)旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的設(shè)計(jì)可以完全按照用戶的坩堝尺寸、粘度范圍、部件活動(dòng)的方法、以及預(yù)算來(lái)設(shè)計(jì)。

      由于爐子結(jié)構(gòu)的特殊設(shè)計(jì)，用戶可以熱操作坩堝的放置和取出，這樣的設(shè)計(jì)可以減少用戶的后處理時(shí)間，例如對(duì)于玻璃來(lái)說(shuō)，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(jìn)水中，這樣便于坩堝的處理，而不需要使用氫氟酸來(lái)處理坩堝。在實(shí)驗(yàn)緊張的情況下，可以連續(xù)進(jìn)行玻璃粘度的測(cè)試。

      爐子的升溫/降溫/保溫、以及粘度計(jì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速控制和扭矩?cái)?shù)值的讀取由專有軟件VISCO控制和實(shí)時(shí)顯示。

等溫測(cè)試

     熔融玻璃/熔融煤灰/熔巖保持在預(yù)先設(shè)定的溫度下平衡，通過(guò)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?jì)算機(jī)軟件或溫控儀面板上、實(shí)時(shí)顯示。并通過(guò)軟件啟動(dòng)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，軟件會(huì)自動(dòng)控制轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，Brookfield粘度計(jì)以軟件VISCO設(shè)定的旋轉(zhuǎn)速度控制轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，VISCO軟件界面上實(shí)時(shí)顯示扭矩讀數(shù)以及粘度值，VISCO軟件實(shí)時(shí)顯示和記錄對(duì)應(yīng)的粘度值。

NIST SRM717A標(biāo)準(zhǔn)玻璃RSV 1600等溫實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)

動(dòng)態(tài)測(cè)試

      我們更推薦用戶采用動(dòng)態(tài)測(cè)試：先把爐子升溫到設(shè)定的zui高溫度，然后以設(shè)定的降溫速率降溫，軟件VISCO實(shí)時(shí)記錄控制溫度/樣品溫度/扭矩/轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，并實(shí)時(shí)計(jì)算粘度,如右圖所示。

      右圖中紅色曲線是專用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(jì)算任何溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)玻璃RSV 1600動(dòng)態(tài)實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)

軟件

      麟文儀器與Orton公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)了高溫粘度計(jì)的專業(yè)軟件VISCO，包括下面功能：

1. 設(shè)置：包括升溫程序的設(shè)置，可以升溫速率、降溫速率、也可以實(shí)現(xiàn)保溫；軟件自動(dòng)讀出Brookfield粘度計(jì)的型號(hào)，選擇轉(zhuǎn)子的型號(hào)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(shè)置；氣氛的控制開(kāi)關(guān)；

2. 運(yùn)行界面：實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)顯示當(dāng)前運(yùn)行溫度段的狀態(tài)；實(shí)時(shí)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(duì)數(shù)值。

3. 分析界面：可以對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對(duì)，可以顯示三坐標(biāo)【時(shí)間、溫度、粘度相關(guān)關(guān)系】，也可以直接顯示雙坐標(biāo)【溫度、粘度的相關(guān)關(guān)系】，可以直接打印出測(cè)試報(bào)告。

坩鍋和轉(zhuǎn)子

1. 用于熔融玻璃的坩鍋和轉(zhuǎn)子：一般來(lái)說(shuō)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(lì)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(jià)格比較低鉑金，我們可以為用戶提供有關(guān)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(fèi)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，采用獨(dú)特的雙坩堝設(shè)計(jì)，可以確保熔融煤灰粘度測(cè)定的平穩(wěn)運(yùn)行，可以簡(jiǎn)化煤灰樣品的處理過(guò)程，提高測(cè)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(diǎn)，結(jié)晶的開(kāi)始。

     

3. 用于熔巖的坩堝和轉(zhuǎn)子：由于熔巖的溫度相對(duì)較低、粘度也較小，我們?cè)O(shè)計(jì)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(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。