6速数显旋转粘度计.docx

青岛恒泰达机电设备有限公司QingdaoHengTaidaElectromechanicalEquipment Co. Ltd.数显六速旋转粘度计ZNN-D6s版本1.8。版权所有青岛恒泰达机电设备有限公司请仔细阅读本 <使用说明书 >>，正确掌握本产品的安装和使用方法，阅读后请将 本 << 使用说明书 >>妥善保管，以备今后进行检修和维护时使用。本<使用说明书 >> 所提到的产品规格和资讯仅供参考，如有内容更新，恕不另行 通知。一、概述1二、型号及规格2三、仪器的主要技术参数2四、安全原则4A. 安全操作4B. 样品温度4C. 可选加热器的安全操作4五、粘度测试5六、外套筒、浮子和扭力弹簧6A. 外套筒的拆除与安装6B浮子的拆除与安装7C.扭力弹簧的拆装7七、仪器校准11A. 静负载校准11B. 流体校准14C. 扭力弹簧校准（参考图四进行部件识别）14八、数据计算15a .牛顿粘度的计算15b. 计算弹簧常数（重量法）16c. 数据测试及计算：17九、测量范围19十、故障排除与维护22a .故障排除22b .维护22十一、配件23一、概述ZNN-D6S型数显旋转粘度计是我公司全新设计的一款新型粘 度计。该款粘度计采用嵌入式结构设计，内置高精度角度传感器， 采用步进电机驱动，转速更加平稳精确；面板按键标示明晰便于 操作，高分辨液晶显示屏可实时显示测试液粘度值以及搅拌速 度。本产品可广泛应用于石油、化工、食品、药品、化妆品等行 业和科研单位。工作原理简介：将盛有待测液的浆杯放置于托盘上，待测液 进入粘度计外套筒和浮子之间形成的环形空间（剪切间隙）内，当 步进电机带动外套筒旋转时，套筒在待测液中受到粘滞阻力产生 反作用力，该作用力会通过环形空间中的待测液对套筒中的浮子 产生扭矩，而浮子与一套刻度组件相连，当该扭矩与粘滞阻力达 到平衡时，刻度盘组件会稳定在某个刻度值上，由于刻度值与套 筒所受的粘滞阻力成正比，因此将该刻度值乘以特定的系数就能 得到最终的粘度值，同时显示在液晶屏上以便读取。剪切速率和粘度值呈线性对应关系，即剪切应力与剪切速率 的关系图像为直线。在实际应用时，可能许多流体并不遵循牛顿 定律，但是其流变学比较接近牛顿定律，因此仍然可以使用粘度 计来测量，而且测得的粘度值也比较准确。ZNN-D6S型数显旋转 粘度计的校准方式是牛顿模式的线性校准，不适用于不符合牛顿 线性计算方法的待测样品。在这种情况下，粘度测量以及速度计 算应当使用非线性计算方法。当外套筒、浮子、和扭力弹簧以300转/分钟的速率运转时， 粘度计的测量单位为厘泊（或毫帕斯卡/秒）。而在其他转速下测 得的数据需进行一系列乘法转换，本文第六部分会给出假塑流体 （例如钻井液）的粘度计算方法。当选择不同的转速或者使用不同的扭簧-浮子组合时，剪切 速率的可选范围可能会改变，为了拓宽剪切应力的范围、测量更 多的液体，可以通过更换不同的扭力弹簧来解决。二、型号及规格ZNN-D6S 型F1扭力弹簧测量组件/ F0.2扭力弹簧测量组件（可选 件）三、仪器的主要技术参数名称技术参数电源AC110/220V+5% 50/60Hz电机功率40W环境温度N20±5°C环境湿度45%RH60%RH电机转速720 r/min变速范围3、 6、 100、 200、 300、 600r/min测量精度±0.5 mPa.s （牛顿流体）粘度测量范围牛顿流体：0300mPa.s （F1测量组件）060mPa.s （F0.2测量组件）非牛顿流体：0150 mPa.s （F1测量组件）030 mPa.s （F0.2测量组件）剪切应力：0153.3Pa （F1测量组件）030.7Pa （F0.2测量组件）14显示器线路板13电机前护罩17主动同步带轮11从动同步带轮18电机后护罩10刻度盘组件19电机转子9浆杯8液位线75外套筒4星形把手2驱动器23 DC电源插座1底座护罩12测量弹簧组件3托板16同步带图（一）ZNN-D6S数显旋转粘度计结构图序号名称序号名称序号名称1底座护罩10刻度盘组件19电机2驱动器11从动同步带轮20"O"型圈3托板12测量弹簧组件21立柱4星形把手13电机前护罩22船型开关5外套筒14显示器线路板23DC电源插座6浮子15控制面板7液位线16同步带8浆杯17主动同步带轮9转子18电机后护罩表（一）结构明细表四、安全原则A. 安全操作警告：操作人员必须熟知仪器的操作流程，同时了解可能存 在的潜在危险。此仪器可用100伏至240伏的电源供电。务必保 持双手、衣服和其他物品远离仪器的旋转部分。本粘度计可选用电加热器对样品进行加热。通电前需确保加 热体与待测样品充分接触，并保证已接地。在进行维护保养时，一定要关闭粘度计并拔掉电源。如果待 测液溢出，请用软布擦拭干净。严禁直接用水清洗，严禁将水倒 进机座，以免损坏电器元件。B. 样品温度本粘度计不可测试温度高于93°C的样品。C. 可选加热器的安全操作当使用加热器加热待测液时，请务必防止待测液受热溅出。 严禁用手直接触摸加热器。加热器的加热温度不得超过93C。五、粘度测试向浆杯中注入待测液，使液体达到杯体上的刻度线（350ml） 处。将浆杯放置于托盘上，待测液进入旋转套筒，此时套筒上的 液位线能够指示浸入深度。如果浸入深度超过最大值，可能会对 浮子的轴承造成破坏。如果使用其他样品容器，外套筒底部与容 器底部的距离应当大于等于1.27 cm。ZNN-D6S型数显旋转粘度计有6种转速可以调节，调节范围 从3转/分钟到600转/分钟。使用时先接通电源，然后通过控制 面板（图二）上的数字键选择所需的转速，通过液晶显示屏可实 时查看转速和粘度值。图（二）ZNN-D6S数显旋转粘度计面膜表（二）ZNN-D6S数显旋转粘度计测试速度六、外套筒、浮子和扭力弹簧R1-B1-F1组合适用于所有类型的粘度计，为了计算待测样品 的剪切速率，可能也会使用其它的组合方式，当某些组合方式会 使剪切应力的读数出现较大误差，这种组合方式不符合要求不能 选用。A. 外套筒的拆除与安装依照图三所示可以对外套筒进行装卸，安装时注意应使其旋 转到最高位置。图（三）外套筒的拆装B浮子的拆除与安装拆除浮子时，向下拉浮子，同时逆时针旋转；安装浮子时， 向上推浮子，同时逆时针旋转。C.扭力弹簧的拆装拆卸弹簧时，参照图四将螺钉C和D卸下后可以拆除弹簧； 安装弹簧时将弹簧定好位后拧紧螺钉C和D即可。注意不要用力 拉伸弹簧，防止超出弹性极限导致弹簧损坏。在螺钉C和D拧紧 之前要轻压或轻拉弹簧，以确保调节芯轴A的顶部高出弹簧钮结 B的顶部。螺钉D要和弹簧钮结B固定在一起。注意:下图所示E为高精度角度传感器电路板，拆装时注意保护。图（四）扭力弹簧的拆装图（五）静负载校准装置轴承测量弹簧组件轴承盖磁环浮子轴轴用挡圈挡泥板图（六）扭力测试组件七、仪器校准本粘度计应当定期保养和校准，可通过向浮子轴施加扭矩的 方法来进行校准。通过定期保养和校准及时发现问题，使仪器保 持准确的测量精度。校准方法有两种：A、静负载校准静负载校准方式操作简便，当对弹簧进行调整时，其调整结 果能够方便的得到证实。静负载校准工具为NLJ-A型扭簧测力计 （图五），以下为校准流程说明：1. 卸下外套筒，将浮子逆时针方向旋转并向上推（浮子与浮子 轴锥度配合），装上浮子。2. 取一段没有弹性的细丝线，用胶纸将丝线的一端固定在浮子 的表面，然后将丝线逆时针绕浮子表面缠绕23圈，丝线的另 一端通过专用测力架或水平的固定轮后，在这一端系上挂钩。3. 参照表三选取合适的重量。4. 根据需要，调整扭力弹簧。可参照“四、外套筒、浮子和扭 力弹簧”章节中的C “扭力弹簧的拆装”部分。本仪器配套的F1弹簧的公差有两种：50克的为127±0.5 mPas，100克的为254±0.5 mPas。当主轴旋转时允许0.5mP.s 的误差。通常当测试流体时，这个误差会变小。至少要读取三次 数值然后取平均值。如果弹簧没有线性变化，则表明浮子轴弯曲 需要维修。扭力弹簧总成（R1-B1 组合）扭力弹 簧常数K1 Dynes/cm/def扭力弹簧 系数重量（克）102050100200粘度值F-0.277.20.2127.0254.0-F-0.5193.00.550.8101.6254.0-F-1386.0125.450.8127.0254.0-F-2772.02-25.463.5127.0254.0F-31158.03-43.084.7169.4F-41544.04-63.5127.0F-51930.05-50.8101.6F-103860.06-50.8表（三）扭力弹簧刚度线性测试表（假设半径是1cm）砝码（克）允许转动范围（格）砝码（克）允许转动范围（格）521.55 22.2140172.45 177.701043.11 44.4245194.00199.901564.6666.6350215.57 222.132086.23 88.8555237.12 244.3025107.78 111.0660258.68 266.5630129.34133.2865280.23 288.7735150.89155.4970301.80310.99表3-1 F1.0扭力弹簧刚度线性测试表（半径为1.725cm）砝码（克）允许转动范围（格）砝码（克）允许转动范围（格）121.55 22.218172.45 177.70243.11 44.429194.00199.90364.6666.6310215.57 222.13486.23 88.8511237.12 244.305107.78 111.0612258.68 266.566129.34133.2813280.23 288.777150.89155.4914301.80310.99表3-2 F0.2扭力弹簧刚度线性测试表（半径为1.725cm）B. 流体校准用流体校准方式可对整台仪器进行彻底校核，它在检验浮子 弯曲、外套筒偏心等方面比静负载校准方式更精确彻底（注：此 方式仅适用于符合牛顿认证的流体的校准）。校准液体可以是 20,50,100,200和500cP。所有符合ASTM标准的每一瓶液体都配 有一个粘度温度对照表。以下为流程说明：1. 在把外套筒和浮子浸入标准液之前要保证被检测的仪器是十 净的，必要时应拆除外套筒对浮子进行彻底清洗。确保浮子轴和 外套筒完好无损。注意：标准液标签上的批号必须与粘度/温度图上的数字匹配。2. 将校准液加至浆杯的液位线处，把浆杯放在仪器的托盘上。 向上提升托盘，直到浸到适当深度。参照图一。3. 将温度计放入被测样品中，选择一个安全位置防止破碎。4. 开机设定300转运行3分钟，平衡浮子、外套筒、样品与环 境的温度。5. 记录300转、600转时液晶显示屏上的粘度读数，温度计的读 数精确到 0.1 °C （0.15°F）。C, 扭力弹簧校准（参考图四进行部件识别）注意：先确保浮子轴不弯曲，然后才能调整扭力弹簧。 操作流程：参照A.静负载校准一节八、数据计算a.牛顿粘度的计算在300rpm运行时，R1 B1 F1组合刻度盘上的读数就是牛顿粘度。如果使用其他弹簧需要表盘读数乘以“f”因子（弹簧常数）。用粘度计确定牛顿粘度cP，使用下面的公式：N = S X 0 X f X C注释：S =速度因子（见表五）0 =刻度盘读数f =弹簧系数（见表三）C =外套筒-浮子因子（见表四）N =牛顿粘度-cP示例：使用一个R2 B1组合600 rpm的速度与f5.0弹簧,一个表 盘读数189。N = 0.5 X 189 X 5X0.315 = 149 cP1 mPa.s 等于 1 cP注意：校准用标准液有粘度的范围，使用标准的R-B-F组合用于测试。如果选择不当，会影响到测试数据。外套筒-浮子组合外套筒-浮子因子R1-B11.000R1-B28.915R1-B325.392R1-B450.787R2-B10.315R2-B28.229R2-B324.707R2-B449.412R3-B14.517R3-B212.431R3-B328.909R3-B457.815表（四）外套筒-浮子因子转速速度因子31006501001.6672001.530016000.5表（五）速度因子300 rpm = 1b计算弹簧常数（重量法）K1 =GXrXg/ 3注释：K1 =弹簧常数（Dynes/cm/° def）G =负载（g）g = 981 =引力常数（cm/ sec2）半径 r = 1.725cm0二粘度值mPa.s例如:所需的设置为F1扭簧，扭力弹簧常数是386 Dynes/cm/° def与R1 B1组合。使用50克砝码，公式是：K1 = 50 X 1.725 X 981 / 386 = 219.2c.数据测试及计算：将室温调整在20±5°C，严格按照“测试操作方法”工作。 如在井场测量时，应尽可能减少取样所耽搁的时间，取样地点、 条件应记录在测量表上。仪器系数为C = 5.111、牛顿液体绝对粘度：将仪器转速调整300r/min,等到刻度盘上的读数恒定，其读 数为绝对粘度值。n =300r/min（读数）mPa s2、塑性流体粘度：1）仪器转速调整600r/min，待刻度盘上的读数恒定，其读数的 1/2为视粘度值。2）将仪器转速调整为300r/min，其读数与600r/min读数之差为 塑性粘度。3）将钻井液在高速下搅拌10秒钟，以3r/min转速开始旋转后 的最大度数值即为初切力。静置10分钟记录静切力。视粘度：n视二12 X 600 r/min （读数）mPa s塑性粘度：n 塑= 600r/min （读数）一300r/min （读数）mPa s 动 切力：T = 5.11 （300r/min 读数 一n 塑）Pa 0静切力：T初二5.11X3r/min （读数）Pa （静置1分钟）T终二5.11 X 3r/min （读数）Pa（静置10分钟）3、假塑流体：其流动特点是有切应力就开始流动，但粘度随切应力的增大 而降低，假塑性流体的流动服从幕函数，其表达式：dv_dvlgT = lg k + n lgdXn流行指数其值在01之间k稠度系数流性指数 n = 3.32lg 600r/min （读数）/ 300r/min （读 数）（无因次）稠度系数 k = 5.11X300r/min （读数）/ 511” Pa s ”九、测量范围外套筒-浮子R1 B1R2 B1R3 B1R1 B2R1 B3R1 B4基本数据外套筒半径R0,cm1.84151.75882.58661.84151.84151.8415浮子半径R1, cm1.72451.72451.72451.22760.86220.8622浮子高，L, cm3.8003.8003.8003.8003.8001.900剪切间隙，cm0.11700.03430.86210.61390.97930.9793半径比，R1/R00.9360.098050.6670.6660.4680.468最高使用温度，°C (° F)99(200)99(200)93(200)99(200)93(200)93(200)最低使用温度，°C (° F)0(32)0(32)0(32)0(32)0(32)0(32)仪器常数,K标准的F1扭力弹簧？ = Kfq / N300.094.1813552672762015,200剪切应力范围剪切应力常数 为有效浮子表 面 K2，cm(-3)剪 切应力范 围，dynes / cm2t = K1K2q0.013230.013230.013230.02610.05290.106F0.2 q = 1°1.021.021.022.014.18.2F0.2 q = 300°30730730760512252450F0.5 q = 1°2.562.562.565.0410.220.4F0.5 q = 300°766766766151030606140F1 q = 1°5.115.115.1110.120.440.9F1 q = 300°1533153315333022612512300F2 q = 1°10.2210.2210.2220.140.881.8F2 q = 300°30663066306660441225024500F3 q = 1°15.315.315.330.261.3123F3 q = 300°46004600460090671840036800F4 q = 1°20.420.420.440.381.7164F4 q = 300°613261326132120902450049100F5 q = 1°25.625.625.650.4102205F5 q = 300°766576657665151003060061400F10 q = 1°51.151.151.1100.7204409F10 q = 300°1533015330153303020061200123000剪切速率剪切速率常数K3,秒 1 / rpm 剪切速率范围内 ，秒 1 g = K31.70235.42250.3770.3770.2680.268N = 3 rpm5.116.31.11.10.800.80N = 6 rpm10.232.52.32.31.611.61N = 100 rpm17054237.737.726.826.8N = 200 rpm340108475.475.453.653.6N = 300 rpm511162711311380.480.4N = 600 rpm10213254226226161161粘度范围(1)最低粘度(2)最大转速6000.5(3)0.5(3)2.34.512.725注释：(1) 计算出标准扭力弹簧(f = 1)。对于其他扭簧粘度范围乘以f因子。(2) 最低粘度计算了最小剪切应力和最大剪切速率。(3) 出于实用目的最低粘度仅限于0.5 cP因为泰勒漩涡。表(六)测量范围指示粘度计十、故障排除与维护故障原因排除方法液晶显示屏读数不稳1. 浮子轴轴承生锈2. 浮子轴弯曲3. 外套筒失准1. 更换浮子轴轴承2. 更换浮子轴3. 更换外套筒液晶显示屏数 据不准1. 浮子轴轴承生锈2. 浮子轴弯曲3. 外套筒弯曲4. 扭力弹簧损坏或安装不正确5. 电机需要更换1. 更换浮子轴轴承2. 更换浮子轴3. 更换外套筒4. 更换扭力弹簧或重新安装5. 更换电机噪音过大1. 电机故障2、同步带轮松动1. 更换电机2. 调节同步带轮中心距外套筒径跳过 大1. 外套筒损坏2. 传动轮或传动皮带损坏1. 更换外套筒2. 更换传动轮或传动皮带按键失灵1.主控制板故障1.更换主控制板电机不运行1. 电机损坏2. 驱动器损坏3. 电源插头未插好1. 更换电机2. 更换驱动器3. 重新进行接线b维护 浮子和外套筒在每次测试后应及时清洗，定期检查压痕、磨损 或其他损伤。 正常使用的粘度计是不需要加油或润滑的。 在运输过程中将浮子外套筒取下避免浮子轴弯曲及外套筒受 损，定期测试浮子轴轴承。 在没有样品的情况下，操作仪器在3 rpm或6 rpm观察浮子和外套筒的运转状态,不应该有超过± 1的波动。不灵敏的浮子轴轴承应及时更换。卜一、配件扭力弹簧编号F常数剪切应力110031AF0.277.2307110031BF0.5193766110031F13861533110331CF27723066110031DF311584600110031EF415446132110031FF519307665110031GF10386015330外套筒11003306R1, 316不锈钢11003306AR2, 316不锈钢11003306BR3, 316不锈钢浮子1100326B1,316不锈钢，空心1100326AB2, 316不锈钢，空心1100326BB3, 316不锈钢，空心1100326CB4, 316不锈钢，空心样品杯1102A加热器，110伏特,60 Hz,2安培1102加热器，220伏特,50Hz,1安培110015浆杯校准1101NLJ-A型扭簧测力校准装詈G0400标准液,10 cP,16盎司（475毫升）G0401标准液,20 cP,16盎司（475毫升）G0402标准液，50 cP,16盎司（475毫升）G0403标准液,100 cP,16盎司（475毫升）G0404标准液,200 cP,16盎司（475毫升）G0405标准液，500 cP,16盎司（475毫升）图（七）电路图图（八）零件示意图联系方式：地址：中国青岛市黄岛区世纪大道西端邮编：266400网址：销售部：电话：86-0532-58762800传真：86-0532-84139338邮箱：sale售后部：电话：86-0532-58762800邮箱：asm