高精度恒溫金屬浴在粘度測量中的應用

KV100自動折管式運動粘度儀，采用分布式加熱的金屬浴實現對粘度管的快速恒溫，粘度管深入金屬浴中，得益于儀器的精密恒溫系統，樣品可以得到快速精確的恒溫條件；儀器一次測量所需樣品量≤0.5毫升，基于折管式粘度管的曲折設計，液體在毛細管內流動時已經快速恒溫至目標溫度。在粘度管球泡位置布置有上下光電傳感器，傳感器由一個發光二極管和一個光敏三極管構成。二極管和三極管以合適的角度安裝于粘度管管壁，二極管不斷發射紅外光，透過玻璃粘度管進入三極管，從而在毛細管的截面建立光柵，沿毛細管層流下落的液體彎月面接觸光柵時會導致光信號變化，三極管接收到紅外光后根據其光信號的強弱通過光電轉換器輸出不同強度的電信號。當輸入的信號變化超過閾值時處理器就判斷樣品流經傳感器處，便開始/結束計時。

依據重力型玻璃毛細管粘度計的測量原理，一定量的液體流經同一根毛細管注滿同一計時球泡的時間主要決定于液體的運動粘度、液體的溫度、毛細管的內徑和長度（粘度管常數）及液柱的高度等因素。

液體的溫度可以通過測量池的恒溫系統保持恒定；毛細管的內徑和長度（粘度管常數）也是不變的；液柱高差則是通過粘度計折管的設計方式得到恒定。如圖1所示，樣品流經毛細管到達上傳感器時，樣品尾端與樣品充滿液泡后到達下傳感器時樣品尾端的高度差為h,因為球泡的容積非常小，只有約30ul,而粘度管接近水平設置的橫臂的容積約為球泡容積的10倍左右，故因樣品下落導致的樣杯液面高度差h對計時的影響可以忽略。樣品末端高度位于如圖1所示A～B段之間，那么液柱的高度也是一定的（A、B接近于水平，兩者之間的垂直高度差很小，可以忽略不計），那么決定流動時間的就只有液體的運動粘度。

樣品注入樣杯后，樣品流經毛細管到達球泡，當樣品前端到達上傳感器時開始記時，到達下傳感器時結束計時，該樣品流經上傳感器到下傳感器的時間與粘度管常數的乘積為該樣品的運動粘度。

檢測完成后儀器自動啟動清洗程序，通過微型壓力泵驅動，從進樣杯自動加入清洗液，通過真空泵產生負壓從粘度管中抽走廢棄樣品和清洗液，并在完成清洗程序后繼續泵入空氣干燥粘度管。

高精度恒溫金屬浴在粘度測量中具有重要作用，主要特點體現在以下幾個方面：

1. 快速的溫度控制

通過采用分布式加熱方式并結合高導熱材料，實現對目標恒溫場的快速溫度控制，升溫速率可達8℃/分鐘。

2. 高精度的溫度控制

采用高精度鉑電阻，通過PID控溫，可以實現控溫精度0.02℃。

3. 溫場的高度一致性

通過多路控溫，結合分布式加熱方式，并依托散熱與保溫的獨特設計，可以實現溫場的高度一致性。

4. 便捷、安全、環保。

便捷：設備操作簡單，溫度設定和調整簡便。

安全：全系統采用直流24V工作電源，具備過溫保護和自動斷電功能，確保安全。

環保：全系統純金屬浴，無需油液恒溫介質。

5. 高可靠性

穩定的溫度環境減少了溫度波動帶來的誤差，提升數據可靠性。