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旋轉高溫粘度計: RSV1600/RSV1700
閱讀：2678 發布時間：2019-10-6旋轉高溫粘度計: 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是一種旋轉高溫粘度計，采用恒定旋轉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，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。
右圖則是該系統的剖面圖，展示了高溫旋轉粘度計的基本部件，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。
爐子是固定在支撐結構上，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。轉子以及粘度計測試頭可以手動下降和提升，整個旋轉粘度計的設計可以*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。
由于爐子結構的特殊設計，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，可以連續進行玻璃粘度的測試。
爐子的升溫/降溫/保溫、以及粘度計轉子的轉速控制和扭矩數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控熔融樣品的溫度，并將溫度值傳輸到計算機軟件或溫控儀面板上、實時顯示。并通過軟件啟動轉子的旋轉，軟件會自動控制轉子的轉速，Brookfield粘度計以軟件VISCO設定的旋轉速度控制轉子的旋轉，VISCO軟件界面上實時顯示扭矩讀數以及粘度值，VISCO軟件實時顯示和記錄對應的粘度值。
NIST SRM717A標準玻璃RSV 1600等溫實際測試數據
樣品溫度(℃) | 粘度(cP) | Log[粘度,Pa.s] | NIST證書數據注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證書數據是按照NIST SRM 717A標準玻璃證書公式計算得到的：
動態測試
我們更推薦用戶采用動態測試：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/轉子轉速，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了解材料的粘度性能。
NIST SRM717A標準玻璃RSV 1600動態實際測試數據
樣品溫度(℃) | 粘度(cP) | Log[粘度,Pa.s] | NIST證書數據注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證書數據是NIST SRM 717A標準玻璃證書數據。
軟件
麟文儀器與Orton公司聯合開發了高溫粘度計的專業軟件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、也可以實現保溫；軟件自動讀出Brookfield粘度計的型號，選擇轉子的型號和參數，軟件查找高溫液體的液面，轉子的校正；數據文件的選擇、數據記錄的間隔設置；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；實時顯示粘度數據，包括厘泊(cP)、泊(P)、帕.秒(Pa.s)、以及上述單位的對數值。
3. 分析界面：可以對測試數據進行分析比對，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。
坩鍋和轉子
1. 用于熔融玻璃的坩鍋和轉子：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/銠合金的坩鍋和轉子的加工圖紙，這樣用戶能節省較多的費用。
2. 用于熔融煤灰的坩堝和轉子：我們采用剛玉材料作為熔融煤灰的坩堝和轉子，采用*的雙坩堝設計，可以確保熔融煤灰粘度測定的平穩運行，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的拐點，結晶的開始。
3. 用于熔巖的坩堝和轉子：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子和不銹鋼坩堝，以確保低粘度測試數據的準確。
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 | PID控制，Honeywell UDC3200控制器控制，軟件VISCO設置參數和記錄包括扭矩、溫度等的測試數據 | |
樣品坩堝和轉子材質 | 鉑銠合金，剛玉或其他材質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 |