高精度恒温金属浴在粘度测量中的应用

高精度恒温金属浴在粘度测量中的应用

KV100自动折管式运动粘度仪，采用分布式加热的金属浴实现对粘度管的快速恒温，粘度管深入金属浴中，得益于仪器的精密恒温系统，样品可以得到快速精确的恒温条件；仪器一次测量所需样品量≤0.5毫升，基于折管式粘度管的曲折设计，液体在毛细管内流动时已经快速恒温至目标温度。在粘度管球泡位置布置有上下光电传感器，传感器由一个发光二极管和一个光敏三极管构成。二极管和三极管以合适的角度安装于粘度管管壁，二极管不断发射红外光，透过玻璃粘度管进入三极管，从而在毛细管的截面建立光栅，沿毛细管层流下落的液体弯月面接触光栅时会导致光信号变化，三极管接收到红外光后根据其光信号的强弱通过光电转换器输出不同强度的电信号。当输入的信号变化超过阈值时处理器就判断样品流经传感器处，便开始/结束计时。

依据重力型玻璃毛细管粘度计的测量原理，一定量的液体流经同一根毛细管注满同一计时球泡的时间主要决定于液体的运动粘度、液体的温度、毛细管的内径和长度（粘度管常数）及液柱的高度等因素。

液体的温度可以通过测量池的恒温系统保持恒定；毛细管的内径和长度（粘度管常数）也是不变的；液柱高差则是通过粘度计折管的设计方式得到恒定。如图1所示，样品流经毛细管到达上传感器时，样品尾端与样品充满液泡后到达下传感器时样品尾端的高度差为h,因为球泡的容积非常小，只有约30ul,而粘度管接近水平设置的横臂的容积约为球泡容积的10倍左右，故因样品下落导致的样杯液面高度差h对计时的影响可以忽略。样品末端高度位于如图1所示A～B段之间，那么液柱的高度也是一定的（A、B接近于水平，两者之间的垂直高度差很小，可以忽略不计），那么决定流动时间的就只有液体的运动粘度。

样品注入样杯后，样品流经毛细管到达球泡，当样品前端到达上传感器时开始记时，到达下传感器时结束计时，该样品流经上传感器到下传感器的时间与粘度管常数的乘积为该样品的运动粘度。

检测完成后仪器自动启动清洗程序，通过微型压力泵驱动，从进样杯自动加入清洗液，通过真空泵产生负压从粘度管中抽走废弃样品和清洗液，并在完成清洗程序后继续泵入空气干燥粘度管。

高精度恒温金属浴在粘度测量中具有重要作用，主要特点体现在以下几个方面：

1. 快速的温度控制

通过采用分布式加热方式并结合高导热材料，实现对目标恒温场的快速温度控制，升温速率可达8℃/分钟。

2. 高精度的温度控制

采用高精度铂电阻，通过PID控温，可以实现控温精度0.02℃。

3. 温场的高度一致性

通过多路控温，结合分布式加热方式，并依托散热与保温的独特设计，可以实现温场的高度一致性。

4. 便捷、安全、环保。

便捷：设备操作简单，温度设定和调整简便。

安全：全系统采用直流24V工作电源，具备过温保护和自动断电功能，确保安全。

环保：全系统纯金属浴，无需油液恒温介质。

5. 高可靠性

稳定的温度环境减少了温度波动带来的误差，提升数据可靠性。