转矩流变仪的工作原理
流变仪工作原理
流变仪工作原理
流变仪工作原理是通过对物质的力学性质进行测试和分析，进而确定其流变学特征。
其主要原理包括两部分：强制变形和响应测量。
首先，流变仪通过施加外部力来实现对物质的强制变形。
在测试过程中，物质通过一个旋转圆盘或双圆盘系统，施加剪切力使物质沿一定方向上发生变形。
这种变形可以是剪切、拉伸、挤出等不同形式，旨在模拟物质在实际应用中的受力情况。
接下来，流变仪通过测量物质对施加力的响应，来获取物质的流变学特征。
一般来说，流变仪会通过施加稳定的切变力来使物质保持在稳态下，并测量物质的应力和变形速率。
这些测量结果可以反映物质的粘弹性、黏塑性和流变行为等重要参数。
流变仪主要依靠两种测量方式来获取物质的流变学特征。
一种是负载测量法，通过测量施加在物质上的力和物质产生的变形来计算应力。
另一种是位移测量法，通过测量物质变形前后的尺寸来计算变形率。
这些测量结果可以进一步计算得到物质的应变率、黏度、流动曲线等流变学参数，从而深入了解物质的力学性质。
总之，流变仪的工作原理是通过施加外力使物质发生变形，并测量物质对外力的响应，以获取物质的流变学特征。
这种测试方法能够广泛应用于粘度测量、流变学分析、材料研究和质量控制等领域。
转矩流变仪结构
转矩流变仪结构转矩流变仪是一种用于测量材料流变特性的仪器。
它由多个不同组成部分构成，每个部分都起着重要的作用。
下面将分别介绍转矩流变仪的主要组成部分。
1.电机：转矩流变仪中的电机是整个仪器运转的核心部件。
它通过传递恒定的电流或频率，将能量转化为机械能，驱动旋转测量系统。
电机通常采用交流伺服电机，具有快速响应、高精度和稳定性的特点。
2.旋转测量系统：旋转测量系统由电机轴和测量组件组成。
电机轴用于传递电机的旋转运动到测量组件上。
测量组件通常采用一对同心圆柱体，其中外圆柱体固定不动，内圆柱体通过电机轴与电机连接，并可以绕轴旋转。
两个圆柱体之间的空间用于放置实验材料。
3.转矩传感器：转矩传感器是转矩流变仪的关键组成部分，用于测量旋转测量系统的扭矩。
常见的转矩传感器有电磁式和光电式两种。
电磁式转矩传感器利用磁场感应原理，通过测量电流和磁场强度的变化来计算扭矩的大小。
光电式转矩传感器则利用光电效应，通过测量光电信号的变化来计算扭矩的大小。
转矩传感器通常具有高精度、高灵敏度和动态响应快的特点。
4.控制系统：控制系统是转矩流变仪的重要组成部分，用于控制和监测仪器的运行状态。
通过控制系统，可以设置旋转速度、测量间隔以及记录和输出测量结果。
控制系统一般由中央处理器、显示器和键盘组成。
中央处理器用于控制仪器的各种操作，并进行数据处理和分析。
显示器用于显示仪器的工作状态和测量结果。
键盘用于设置测量参数和操作命令。
5.数据采集系统：数据采集系统用于记录和存储测量数据。
它包括模拟和数字转换器、存储器和数据接口。
模拟和数字转换器用于将模拟信号转换为数字信号，以便计算机进行处理。
存储器用于存储测量数据和相关参数。
数据接口用于与计算机或其他设备进行数据传输和通信。
6.温度控制系统：温度控制系统用于保持测量系统和材料的温度稳定。
通过控制系统可以设置和调节温度，以满足不同实验要求。
温度控制系统通常包括加热器、温度传感器和温控装置。
总之，转矩流变仪的结构主要包括电机、旋转测量系统、转矩传感器、控制系统、数据采集系统和温度控制系统。
哈克转矩流变仪及其应用
１ ３ Ｒ １ ｒ 子 １ ｏ１ 转 １ ｅ １４ Ｓｇ 转 子 １ ｉ １ １ ｍａ
样 品 １ 大扭 矩最 大 ， 品 ２平衡 扭矩 最小 ， 最 样 再结 合 塑化后 挤 出物 的表 观质 量综合 比较可得 出样 品 ２的 熔 融 性能 （ 化性 能 ） 好 。 塑 较
［ ］ 象涛 ． Ａ Ｅ￥ ￣ ｉ ２高 ＨＡ Ｋ ｂ Ｅ变仪 在 聚 氯 乙烯 加 工 配 方 设 计 中 的 应 用 ．
齐 鲁 石 油 化 工 。０ ３ ２０ ． ［ ］ 怀 志． 矩流 变仪在 高分子材 料研 究 中的应用． 油与化 工 ， ３张 转 炼
２ ０ ，１ ：３ ０ ７ （ ）３ ．
参考文献 ：
图 ５ 流 变 图 谱
在 流 变 图谱 （ ５ 中 ， 图 ） Ｌ为 加 料 峰 ， 应 最 大扭 对
矩 值 ， 明物 料完 全 进入 密 炼 室 ； 为最 低扭 矩 ， 表 Ｍ 代 表 最低 融 体 黏 度 ； Ｖ为 转矩 谷 低 ，代 表 Ｐ Ｃ干 混料 Ｖ
开 始熔 融 ； Ｆ为塑 化 峰 ， 表 Ｐ Ｃ完 全 熔融 ， 过 此 代 Ｖ 超 点 后 ，由于 摩擦 生 热 转 矩 开始 下 降 ； Ｓ为稳 定 扭 矩 ， 转 矩 达 到稳 定 值 ； ０为 降解／ 联起 点 ，表 明材 料 开 交
第 ９期
２ ２年 ９月 ０１
中 国 氯 碱
Ｃｈ ｎ ｌ ｒ ｉ ａ Ｃｈ ｏ —Ａｌ ａｉ ｋ ｌ
Ｎｏ９ ．
Ｓ ｐ． ０１ ｅ ， ２ ２
哈克转矩流变仪及其应 用
李海敏 。 霍 燕 （ 天津 渤天化 工有 限责 任公 司， 津 ３ ０ ８ ） 天 ０ ４ ０
转矩流变仪的工作原理
转矩流变仪的工作原理转矩流变仪是一种测试材料流变性能的仪器，主要用于测试各种材料的力学性能和变形特性，例如塑料、橡胶、涂料、纺织品等。
本文将对转矩流变仪的工作原理进行详细解析。
一、概述转矩流变仪测量的是所测试物质的流变性能。
所谓流变性能，指的是物质在受到外力（如剪切力、扭转力等）作用下的变形特性。
不同材料在受到不同外力时，其变形特性表现不同，因此需要使用不同的流变测试方法和仪器。
转矩流变仪主要通过旋转扭转试样来测量流变性能，同时可以测量材料的动态弹性模量、流体阻力力、压缩弹性模量等力学性能。
该仪器广泛应用于塑料、橡胶、涂料、纺织品等材料的研究和生产中，对提高产品的质量和性能至关重要。
二、结构和工作原理转矩流变仪的主要结构包括电机、传动装置、拉伸装置、刻度盘、显示和控制系统等。
下面将详细介绍其工作原理和各部分组成。
1、电机及传动装置转矩流变仪使用电机驱动扭矩盘旋转，使得试样受到扭矩作用，从而改变材料的形状。
电机的转速也是测试中的一个重要参数，可根据需要调节。
传动装置包括电机与扭矩盘之间的传动系统，主要由带动皮带、齿轮和轴承等组成。
这些部件既要保证工作顺畅，又要保证传动精度和稳定性，以减小误差。
2、拉伸装置拉伸装置是用来夹住样品并施加相应的载荷的。
其主要部分是夹具，可以根据需要更换不同类型的夹具。
夹具的设计要能够适应不同形状和尺寸的测试物质，并且能够确保试样与扭矩盘之间的离心力被最小化。
3、刻度盘刻度盘用于显示材料在受到外力作用时的变形情况。
它是用来记录扭矩盘的扭转角度，并输出其相关数据。
通常情况下，一次测试需要记录多个数据点，以便后续的数据处理和分析。
4、显示和控制系统转矩流变仪的显示和控制系统主要分为两个部分：数据采集系统和控制系统。
数据采集系统用来记录测试中产生的数据，并将其转换成所需要的形式，包括数字化和图形化输出。
控制系统则控制测试的过程，包括测试条件、采集方式、数据处理等。
三、应用范围1、塑料制品生产。
转矩流变仪实验
转矩流变仪实验一、实验目的1 了解转矩流变仪的基本结构及其适应范围；2 熟悉转矩流变仪的工作原理及其使用方法；3. 能够利用聚合物及添加助剂后的流变特性对加工进行有效评价二、实验原理本实验所用设备为：ZJL—200转矩流变仪转矩流变仪是一种综合性聚合物材料流变性能测试实验设备。
其突出特点是可以在接近于真实加工条件下，对材料的流变行为进行研究。
目前已经在塑料加工性能研究、配方设计，材料真实流变参数测量等方面获得了重要应用。
转矩流变仪主要由测控主机和功能单元两大部分组成。
测控主机提供了转矩流变仪的基本工作环境，完成各种数据采集与记录，以及为各功能单元提供动力和控制。
功能单元主要有两类，一类是混炼器，一类是挤出机。
混炼器主要完成物料的混合与塑炼，可以作为配方研究的小型试验机，用来研究材料的热稳定性、剪切稳定性、流动和固化行为。
各种挤出机不但可以模拟挤出加工、造粒等加工过程，从而评价物料的加工性能以及优化加工工艺参数，而且而可以通过圆形（或矩形）毛细管模具，测量不同剪切速率下，物料的真实粘度与剪切速率的关系，全面表征物料的流变性。
本设备功能单元为单螺杆挤出机，在具有一定温度的圆筒内旋转，筒的另端设有送料斗。
当原料被送至筒的2/3处时逐步增塑，进入到筒的剩余部分内被均化，当所有颗粒全部溶化后即可利用毛细管挤出模具成为母料或注入模具成形，同时设备也完成对材料的表现粘度与剪切速度及剪切应力关系的测量。
三. 主要技术指标转速： 15-120rpm 控制精度：0.5% F.S转矩测量范围： 0-300Nm 测量精度：0.5% F.S温度控制范围：室温-300℃四实验步骤1．开机，双击桌面软件快捷图片，进入流变仪操作界面，设置合适的温度预热半小时，如不设置温度，则默认上次温度进行预热；2．保存数据，将本次试验的数据保存于特定文件夹目录下；3．点击“压力清零”设定加热段各区温度：分别单击第1、2、3、4、5区“设定值”按钮，并设置转速，数据可选为15-120rpm。
四种流变仪的原理
四种流变仪的原理四种流变仪的原理时间:2010-02-26 15:13来源:未知作者:珺珺点击:203次我们常⽤的流变仪有四种，分别是⽑细管流变仪、界⾯流变仪、转矩流变仪和旋转流变仪，下⾯⼤致介绍⼀下这四种流变仪：我们常⽤的流变仪有四种，分别是⽑细管流变仪、界⾯流变仪、转矩流变仪和旋转流变仪，下⾯⼤致介绍⼀下这四种流变仪：1.⽑细管流变仪⽑细管流变仪主要⽤于⾼聚物材料熔体流变性能的测试;卖仪器⽹⼯作原理是，物料在电加热的料桶⾥北加热熔融，料桶的下部安装有⼀定规格的⽑细管⼝模(有不同直径0.25～2mm和不同长度的0.25～40mm)，温度稳定后，料桶上部的料杆在驱动马达的带动下以⼀定的速度或以⼀定规律变化的速度把物料从⽑细管⼝模种挤出来。
在挤出的过程中，可以测量出⽑细管⼝模⼊⼝出的压⼒，在结合已知的速度参数、⼝模和料桶参数、以及流变学模型，从⽽计算出在不同剪切速率下熔体的剪切粘度。
2.界⾯流变仪：⽬前这种流变仪有振荡液滴、振荡剪切等⼏种原理;是流变测试中最难以准确实现的⼀个领域;还没有⼀种特别好⽽⼜通⽤的⽅法。
3.转矩流变仪实际上是在实验型挤出机的基础上，配合⽑细管、密炼室、单双螺杆、吹膜等不同模块，模拟⾼聚物材料在加⼯过程中的⼀些参数，这种设备相当于聚合物加⼯的⼩型实验设备，与材料的实际加⼯过程更为接近，主要⽤于与实际⽣产接近的研究领域。
4.旋转流变仪：有两种，控制应⼒型和控制应变型A：控制应⼒型:使⽤最多，如Physica MCR系列、TA的AR系列、Haake、Malven，都是这⼀类型的流变仪;其中Physica的马达属于同步直流马达，这种马达相对响应速度快，控制应变能⼒强;其他⼚家使⽤的属于托杯马达，托杯马达属于异步交流马达，这种马达响应速度相对较慢。
这⼀类型的流变仪，采⽤马达带动夹具给样品施加应⼒，卖仪器⽹同时⽤光学解码器测量产⽣的应变或转速。
B：控制应变型：⽬前只有ARES属于单纯的控制应变型流变仪，这种流变仪直流马达安装在底部，通过夹具给样品施加应变，样品上部通过夹具连接倒扭矩传感器上，测量产⽣的应⼒;这种流变仪只能做单纯的控制应变实验，原因是扭矩传感器在测量扭矩时产⽣形变，需要⼀个再平衡的时间，因此反应时间就⽐较慢，这样就⽆法通过回馈循环来控制应⼒。
转矩流变仪的应用
塑料测试技术
主讲教师: 谭寿再 吴丽旋 周延辉 杨崇岭
资源共享课
转矩流变仪的应用
•主讲：吴丽旋
塑料测试技术
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根据塑料原料哪些性能指标 来调试成型加工工艺参数
常 用 塑 料 原 料
吹膜
注射成型
挤出成型
3
塑料测试技术
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转矩流变仪的使用
板材的热稳定性能怎样？ PET瓶原料粘度是多少？
塑料测试技术
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转矩-时间变化曲线分析
当此阻力被 克服后，转矩 开始下降 并 在较短时间内 达到稳态。
高聚物被加 入到密炼室中 时，自由旋转 的转子受到来 自固体粒子或 粉末的阻力， 转矩急剧上升。 当粒子表面开始熔融并发 生聚集时，转矩再次升高。 当粒子完全熔 融后，物料成为 易于流动的宏观 连续流体，转矩 再次达到稳态。
塑料测试技术
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转矩-时间变化曲线
根据转矩-时间变化曲线，可对物料的流 变行为与加工性能进行评价：
1. 转矩的绝对值直接反映物料的性质及其表观 粘度大小。 2. 转矩随时间的变化反映加工过程中物料均匀 程度的变化及其化学、物理结构的改变。 3. 还可同时得到温度曲线、压力曲线、总扭矩 曲线等信息。 4. 在不同温度和不同转速下测定，可了解加工 性能与温度、剪切速率的关系。
•
塑料测试技术
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转矩-时间变化曲线
在设定温
度和转速(平 均剪切速率) 下，从转矩 流变仪得到
的转矩随时
间变化的曲 线。
图 1 典型的转矩随时间的变化曲线图 M1—最小转矩；M2—最大转矩；M3——平衡转矩 t1—物料受热压实时间；t2—塑化时间（熔融软化）；
转矩流变仪的原理及应用
转矩流变仪的原理及应用1. 转矩流变仪的原理转矩流变仪是一种用于测量材料在转动中所产生的转矩变化的仪器。
其基本原理是利用一对对称固定的力制动装置，将被测物体制动，测量产生的制动力矩，从而推断出物体所受的转矩大小。
转矩流变仪的原理可以分为以下几个步骤：•力制动：转矩流变仪通过施加一对对称的制动力来制止被测物体的转动。
制动力的大小受到调节器的控制，可通过转动调节器来改变制动力大小。
•测量制动力矩：在物体被制动时，由于受到制动力的作用，物体会产生相应的制动力矩。
转矩流变仪会通过传感器来测量产生的制动力矩的大小。
•数据处理和显示：测得的制动力矩数据会被转矩流变仪进行处理，并通过显示屏或输出接口以数字或图形的形式展示出来。
2. 转矩流变仪的应用转矩流变仪的应用非常广泛，以下是一些常见的应用领域：2.1 汽车工业在汽车工业中，转矩流变仪被广泛应用于发动机、传动系统、转向系统等部件的测试与研发过程中。
通过测量转矩的变化，可以评估各部件的性能、效率以及耐久性等指标，从而对汽车的性能进行优化和改进。
2.2 航空航天工业在航空航天工业中，转矩流变仪可用于测试飞机发动机、涡轮机、涡轮增压器、液压泵、涡轮传感器等关键部件的性能和可靠性。
通过测量转矩的变化，可以评估部件的负载情况，预测寿命，并进行故障分析和故障诊断。
2.3 医疗器械领域在医疗器械领域，转矩流变仪被广泛用于测试和评估各种医疗器械的性能和质量。
例如，使用转矩流变仪来测量人工心脏、人工关节等医疗器械的转矩变化，以评估其操作稳定性和耐久性。
2.4 材料科学研究转矩流变仪在材料科学研究中也扮演着重要的角色。
通过测量材料在转动过程中的转矩变化，可以评估材料的流变性质，如粘弹性、塑性等特性。
这对于材料的研究和开发具有重要意义。
2.5 其他应用领域除了上述应用领域外，转矩流变仪还广泛应用于机械工程、电子工程、船舶工程、石油和化工工程等领域。
在这些领域中，转矩流变仪可以用于测试和评估各种设备、部件和产品的性能、质量和可靠性。
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转矩流变仪的工作原理
仪器概述
转矩流变仪是一种用于测试材料力学特性的实验仪器。
它主要用于测量材料在
受力时的力学性能，如弹性模量、剪切模量、屈服强度、断裂强度等。
其测试原理是通过施加转矩和剪切力对材料进行试验，并记录材料的变形及其相应的应力变化，由此获得材料的力学特性参数。
工作原理
转矩流变仪主要分为两类：旋转转矩流变仪和振动转矩流变仪。
不同类型的仪
器均采用不同的工作原理，下面将分别进行介绍。
旋转转矩流变仪的工作原理
旋转转矩流变仪采用旋转盘的方式施加转矩，通过旋转圆盘使测量系统中的旋
转杆和测量臂产生弯曲变形。
当试件被夹紧于测量臂和转矩杆之间时，在转动圆盘的同时，样品也受到了剪切力和压力的作用，从而变形，此时在变形的同时，应力也发生了变化，通过测量变化的应力与转动圆盘施加的转矩之间的关系，可以计算出样品的弹性模量、剪切模量、黏弹性等特性参数。
振动转矩流变仪的工作原理
振动转矩流变仪是利用试件发生微小变形时产生的微小转矩和剪切力来进行测
试的。
其差别在于，它采用了悬挂样品的方式进行试验，即在转动转矩杆的同时，样品振动并且发生了微小的变形。
而此时，变形所产生的这些微小量已经足够被灵敏和快速地检测出来了。
在此，关键参数就是检测器。
通常采用称之为电磁振荡器的部件来测量变形振动引起的扰动。
这样振动频率之间的变化被转化为了电信号，由此同样可以获得材料的力学特性参数。
总结
综上所述，转矩流变仪是可以通过施加不同类型的力对材料进行试验，从而获
得材料在不同条件下的力学特性参数。
通过了解转矩流变仪的工作原理，可以更好地理解它在试验材料力学特性方面的作用和应用。