上海麟文仪器有限公司
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ORTON仪器



旋转高温粘度计: RSV系列

 

用于熔融玻璃/熔融煤灰/熔岩


测定在 105~0.1P(104~0.01Pa.s)之间熔融玻璃/熔融煤灰/熔岩的粘度




      Orton的RSV-1600旋转高温粘度计(熔融玻璃/熔融煤灰/熔岩粘度计)是按照ASTM C-965 程序A标准方法设计的,测定不同温度下熔融玻璃/熔融煤灰/熔岩的粘度,RSV-1600是一种旋转高温粘度计,采用恒定旋转速度方法来测定熔融玻璃/熔融煤灰/熔岩在特定温度下的粘度,得到熔融玻璃/熔融煤灰/熔岩的粘度/温度相关关系曲线,本系统也可以按照ASTM C-1276以及ISO 7884/2标准方法用于测定。

      Orton设计的炉子系统,可以放置用户提供的铂金坩锅/刚玉坩埚/石墨坩埚,左边的图即为最高温度为1600℃、实验室使用的旋转高温粘度计,可放置的坩锅最大为60mm(2.36")高、上面的外径为73mm(2.87")、下面的外径为57mm(2.24"),可以放置大约300g左右的熔融玻璃。


     右图则是该系统的剖面图,展示了高温旋转粘度计的基本部件,放置玻璃样品的坩埚放置在底座上,炉子采用垂直硅钼棒为加热单元、S型控制热电偶控制炉子加热速度和样品温度。样品有一根专门监控热电偶来测量样品的温度。

      通用型温控仪(见右图)包含一个多段可编程的PID控制器Honeywell UDC3200、限制电流的可控硅功率控制模块、电流表,温控仪用于在不同的升温/降温速率以及保持时间下控制炉子的加热循环。


       炉子是固定在支撑结构上,坩埚的底座是电动升降,自由进出炉子,便于装有熔融样品的坩埚的操作,既安全、操作也简单。转子以及粘度计测试头可以手动下降和提升,整个旋转粘度计的设计可以完全按照用户的坩埚尺寸、粘度范围、部件活动的方法、以及预算来设计。

      由于炉子结构的特殊设计,用户可以热操作坩埚的放置和取出,这样的设计可以减少用户的后处理时间,例如对于玻璃来说,可以在高温下将坩埚取出,将熔融玻璃直接倒出,在热的情况下降坩埚扔进水中,这样便于坩埚的处理,而不需要使用氢氟酸来处理坩埚。在实验紧张的情况下,可以连续进行玻璃粘度的测试。

      炉子的升温/降温/保温、以及粘度计转子的转速控制和扭矩数值的读取由专有软件VISCO控制和实时显示。



等温测试

     熔融玻璃/熔融煤灰/熔岩保持在预先设定的温度下平衡,通过坩锅下面的样品热电偶监控熔融样品的温度,并将温度值传输到计算机软件或温控仪面板上、实时显示。并通过软件启动转子的旋转,软件会自动控制转子的转速,Brookfield粘度计以软件VISCO设定的旋转速度控制转子的旋转,VISCO软件界面上实时显示扭矩读数以及粘度值,VISCO软件实时显示和记录对应的粘度值。


NIST SRM717A标准玻璃RSV 1600等温实际测试数据

样品温度(℃) 粘度(cP) Log[粘度,Pa.s] NIST证书数据注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:该NIST证书数据是按照NIST SRM 717A标准玻璃证书公式计算得到的:


动态测试

      我们更推荐用户采用动态测试:先把炉子升温到设定的最高温度,然后以设定的降温速率降温,软件VISCO实时记录控制温度/样品温度/扭矩/转子转速,并实时计算粘度,如右图所示。

      右图中红色曲线是专用软件记录的玻璃粘度随温度的变化;黑色曲线是拟合得到的,由此我们可以计算任何温度点对应的粘度值,也可以外推到更高温度或更低温度下的粘度值,可以在更宽的温度范围内了解材料的粘度性能。



NIST SRM717A标准玻璃RSV 1600动态实际测试数据

样品温度(℃) 粘度(cP) Log[粘度,Pa.s] NIST证书数据注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:该NIST证书数据是NIST SRM 717A标准玻璃证书数据。

软件

      麟文仪器与Orton公司联合开发了高温粘度计的专业软件VISCO,包括下面功能:

1. 设置:包括升温程序的设置,可以升温速率、降温速率、也可以实现保温;软件自动读出Brookfield粘度计的型号,选择转子的型号和参数,软件查找高温液体的液面,转子的校正;数据文件的选择、数据记录的间隔设置;气氛的控制开关;

2. 运行界面:实时显示控制热电偶温度、坩埚底部样品热电偶温度、以及平均温度;实时显示当前运行温度段的状态;实时显示粘度数据,包括厘泊(cP)、泊(P)、帕.秒(Pa.s)、以及上述单位的对数值。


3. 分析界面:可以对测试数据进行分析比对,可以显示三坐标【时间、温度、粘度相关关系】,也可以直接显示双坐标【温度、粘度的相关关系】,可以直接打印出测试报告。



坩锅和转子

1. 用于熔融玻璃的坩锅和转子:一般来说是铂/铑合金制成的,虽然由于铂金的成本很高,但Orton/麟文仪器还是鼓励用户使用铂/铑合金的坩锅以及转子。许多玻璃公司可以比较容易得到价格比较低铂金,我们可以为用户提供有关铂/铑合金的坩锅和转子的加工图纸,这样用户能节省较多的费用。

2. 用于熔融煤灰的坩埚和转子:我们采用刚玉材料作为熔融煤灰的坩埚和转子,采用独特的双坩埚设计,可以确保熔融煤灰粘度测定的平稳运行,可以简化煤灰样品的处理过程,提高测试效率。从下图,我们很容易判断熔融煤灰随着温度的下降而出现的拐点,结晶的开始。

     

3. 用于熔岩的坩埚和转子:由于熔岩的温度相对较低、粘度也较小,我们设计了适合于低粘度的不锈钢转子和不锈钢坩埚,以确保低粘度测试数据的准确。



RSV-1600熔融玻璃粘度测定仪的指标

仪器型号

RSV-1600
最高温度 1600℃,可以为用户提供1700℃的高温粘度计
热电偶 S型,有两根,一根热电偶为控制热电偶,一根为样品热电偶
温度控制系统 PID,Honeywell 自动控制器,软件控制程序升温/降温/保温
样品坩锅和转子 铂/铑合金坩埚和转子、刚玉坩埚和转子、不锈钢坩埚和转子。
粘度计

Brookfield系列粘度计,按照下列范围选择:

 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 220伏,25安


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