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粘度計是一種用于測量流體（包括液體和氣體）粘度的儀器。粘度是流體抵抗流動的內摩擦力的量度，它反映了流體的粘稠程度，比如蜂蜜的粘度遠大于水的粘度。

粘度計的種類繁多，根據其測量原理、應用場景和被測流體的特性，主要可以分為以下幾大類：

 

一、 按核心測量原理分類

 

1.旋轉式粘度計：

 

同軸圓筒粘度計： 轉子是一個浸沒在樣品杯中的圓柱體（內筒），外筒固定或旋轉。精度高，適合較寬粘度范圍的流體。樣品量相對較大。

 

錐板粘度計： 轉子是一個錐角很小的圓錐體，與一個水平的平板組成測量系統(tǒng)。錐尖幾乎接觸平板，間隙非常小且均勻。所需樣品量少，剪切速率均勻，是研究非牛頓流體流變學的標準工具。易于清洗，適合高粘度樣品。

 

槳式/葉片式粘度計： 轉子形狀多樣（如槳葉、葉片、圓盤），更接近實際攪拌或加工條件。常用于在線或過程控制，以及測量含有顆?；蚶w維的非均勻流體。精度通常低于同軸圓筒和錐板式。

 

原理： 通過電機驅動轉子（如圓筒、圓盤、錐板）在流體中旋轉，測量流體對轉子產生的粘性阻力（扭矩），從而計算粘度?？梢钥刂菩D速度（即剪切速率），因此特別適合研究流體的流變特性（如剪切變稀、觸變性等）。

 

特點： 測量范圍廣（低粘度到極高粘度），可控制剪切速率，適用于牛頓流體和非牛頓流體，可測量流變曲線。是實驗室最常用的類型

 

2.毛細管粘度計：

 

奧氏粘度計： 最常用，有一個儲液球和毛細管，通過U形管結構利用重力驅動流動。

 

烏氏粘度計： 有側管，通過抽吸形成液位差驅動流動，測量時不受裝液量影響。

 

坎農-芬斯克粘度計： 適用于不透明液體。

 

高壓毛細管流變儀： 通過活塞施加高壓驅動流體通過毛細管，測量壓力和流量，用于模擬高分子熔體在高剪切速率下的加工行為（如擠出、注塑）。

 

原理： 測量一定體積的流體在重力或外加壓力作用下，流過一根已知長度和內徑的細玻璃管（毛細管）所需的時間。流動時間與流體的運動粘度成正比（依據泊肅葉定律）。

 

特點： 結構簡單、成本低、精度高（尤其對低粘度牛頓流體），是測量運動粘度的標準方法（ASTM D445等）。主要限制： 通常只能提供單一剪切速率下的粘度值（重力驅動型），難以研究非牛頓流體的流變行為；樣品量要求相對固定；清潔干燥要求高；易碎。

 

3.落球/落體式粘度計：

 

霍普勒落球粘度計： 球體在傾斜的樣品管中沿管壁滾落。

 

直管落球粘度計： 球體在垂直的樣品管中心自由下落（需精確居中）。

 

原理： 測量一個球體（或圓柱體、針體）在重力作用下，在裝有被測流體的傾斜或垂直管中下落一定距離所需的時間（斯托克斯定律）。下落時間與流體的動力粘度相關。

 

特點： 原理簡單直觀，適用于測量透明牛頓流體的粘度。主要限制： 精度受球體居中性、管壁效應影響；難以用于不透明流體；通常只能測量低到中等粘度；剪切速率不明確。

 

4.振動式粘度計：

 

優(yōu)點： 響應速度快，非常堅固耐用，易于清潔（探頭式），非常適合在線過程控制和便攜式現場測量。對安裝方向不敏感。部分設計可用于高壓、高溫或衛(wèi)生要求高的場合。

 

缺點： 通常測量的是特定條件下的“表觀粘度”，對密度變化敏感（需要補償），絕對精度通常低于旋轉式和毛細管式。剪切速率通常較低且不明確。

 

原理： 測量一個在流體中振動的元件（棒、片、球、音叉）的振幅衰減、頻率變化或功率消耗。這些變化與流體施加的阻尼力（即粘度）相關。

 

特點：

 

應用： 石油化工、食品飲料、制藥等行業(yè)的過程監(jiān)控。

 

5.超聲波粘度計：

 

原理： 測量超聲波在流體中傳播的衰減或速度變化，這些參數與流體的粘度和密度相關。

 

特點： 非接觸或侵入性很小，響應極快，適用于極端條件（高溫、高壓、腐蝕性流體）或衛(wèi)生要求極高的場合（如生物制藥）。通常用于在線監(jiān)測。精度和穩(wěn)定性受多種因素影響，標定復雜。

 

二、 按應用和設計特點分類

 

6.平板粘度計 (如 Krebs Stormer 粘度計)：常用于油漆、涂料行業(yè)測量KU值。槳葉在樣品杯中被重物或電機驅動旋轉，測量達到特定轉速所需重量或維持轉速所需扭矩。

 

7.杯式粘度計 (如 Ford Cup, Zahn Cup)：本質上是一種特定形狀的毛細管粘度計（流出杯）。測量一定體積流體從杯底小孔完全流出所需時間。結構極其簡單，成本低，廣泛用于現場快速檢查（如油漆、油墨粘度）。精度較低，結果受操作影響大。

 

8.斯托默粘度計：類似于平板粘度計，常用于油漆行業(yè)測量 Krebs Unit (KU)。

 

9.氣泡粘度計：測量氣泡在裝于特殊玻璃管內的流體中上升的速度。主要用于清漆、樹脂等粘稠液體，提供相對粘度比較。

 

10.擠出式流變儀/塑度儀：測量材料（如密封膠、膏體、口香糖）在壓力下通過孔口擠出的難易程度或擠出量，反映其表觀粘度或稠度。

 

粘度計類型總結表

主要類型	測量原理	典型應用場景	優(yōu)點	缺點/限制
旋轉式	轉子旋轉受粘性阻力	實驗室主流，牛頓/非牛頓流體，流變研究	范圍廣，控剪切速率，功能強大	儀器較貴，部分類型清洗稍復雜
毛細管式	流體流過細管時間	標準方法，油品、化學品等牛頓流體	精度高(牛頓流體)，成本低	單點測量，難用于非牛頓流體，清潔要求高，易碎
落球/落體式	球體下落時間	透明牛頓流體基礎測量	原理簡單	精度受限制，難用于不透明流體，剪切速率不明
振動式	振動元件阻尼變化	在線過程控制，現場便攜測量	堅固耐用，響應快，易于清潔，適合在線	多為“表觀粘度”，對密度敏感，剪切速率不明
超聲波式	超聲波衰減/速度變化	極端條件，衛(wèi)生要求高，在線監(jiān)測	非接觸/微侵入，響應快，耐苛刻環(huán)境	標定復雜，精度影響因素多
杯式 (Ford/Zahn)	流體流出杯孔時間	現場快速檢查 (油漆、油墨)	極其簡單便宜，便攜	精度低，操作依賴性強
平板 (Krebs)	槳葉旋轉所需力	油漆、涂料行業(yè) (KU值)	行業(yè)標準方法	應用領域較特定

 

如何選擇合適的粘度計？

 

選擇粘度計時需要考慮以下關鍵因素：

 

被測流體的性質： 牛頓流體還是非牛頓流體？粘度范圍（低、中、高）？是否透明？是否含顆粒？是否易揮發(fā)或具有腐蝕性？

 

所需的測量信息： 只需要單點粘度？還是需要完整的流變曲線（粘度隨剪切速率變化）？是否需要屈服應力、觸變性等參數？

 

精度要求： 需要高精度標準測量還是快速估計？

 

測量環(huán)境： 是否需要控溫？實驗室離線分析？在線過程控制？現場便攜檢測？

 

樣品量： 可用的樣品量是多少？

 

預算： 不同原理和品牌的儀器價格差異很大。

 

行業(yè)標準： 特定行業(yè)是否有規(guī)定的測試方法和對應儀器（如ASTM, ISO標準）？

 

了解不同類型的粘度計及其原理和特點，結合具體的應用需求，就能做出更合適的選擇。如果你能提供更具體的應用場景或測量需求，我可以幫你推薦更合適的類型。