CN1145475A - 恒压变速毛细管粘度测试方法 - Google Patents

Abstract

一种恒压、变速毛细管粘度测试方法，在恒压、恒温下，毛细管在0-90°范围内调节倾斜角度，改变流速，记录流动时间，输入微机，绘出流动曲线，并打印出各切变率下的粘度。可测牛顿及非牛顿流体。能消除了入口长度，表面张力、法一林效应及液体挂壁影响。具有用样量少，测量范围宽，精度高，重复性好，结构简单，易操作，成本低等优点。可广泛用于食品、化工、医药及各种贵重材料的粘度测量。更适于“高粘症”等医学诊断及活血化瘀药理实验使用。

Description

恒压变速毛细管粘度测试方法

本发明涉及液体粘度测试方法，尤指一种以恒压、变速为其特征的毛细管粘度测试方法。

目前毛细管粘度计一般采用L形检测管，以金属丝为电开关，用固定式恒温水浴槽恒温。该结构缺点：

①不恒压，不能随意调节流速。严格讲，仅能测牛顿流体，不能测非牛顿流体。

②由于表面张力作用，金属丝电极与液面接触部分不易立即断开，影响测试精度。

③L型检测管中的水平管，内径通常小于1mm，因受法一林效应影响，同一份样品用不同内径的毛细管测量，所得结果不同。

④L型检测管固定于恒温水浴槽内，每测完一个样品，毛细管不能取出清洗，消毒，烘干。在连续测样时，易受前一个样品及液体挂壁影响。

本发明的目的是克服上述缺点，提供一种毛细管粘度测试方法，使其具有精度高，重复性好，设备简单，易操作，成本低等优点，既能测试牛顿流体，又能测试非牛顿流体。

所用技术方案：本发明的毛细管粘度测试方法：

包括

(1)毛细管，

(2)微调回转角度的支架，

(3)恒温箱，

(4)记时装置，

其特征在于：

a.恒压条件：使用毛细孔中心线为直线且毛细孔直径相等(孔径粗细均匀)的毛细管；

b.变速方法：将置放于恒温箱内的毛细管固置于微调回转角度的支架上，调节毛细管倾斜角度，改变流速，记录不同流速时的流动时间。

在最佳实施例中，使用所述测试方法的步骤为：

(1)使用毛细孔直径＞1mm的毛细管，每次吸取样品液约10cm长液柱，

(2)将毛细管插入恒温箱，固置于微调回转角度的支架上，

(3)调节回转支架角度，改变毛细管中试液流速，

测试血液：倾斜角度在0-25°之间，

测试低粘度液体(例如水)，倾斜角度在0-10°之间，

测试高粘度液体，倾斜角度在0-90°之间，

(4)记录不同角度下的流动时间：

(5)微机分析显示：将所记录的流动时间输入微机，绘出流动曲线，打印出各种切变率下的粘度，

(6)测定一个样品后，取下原毛细管，换装另一支毛细管，重复上述步骤测试。

在一具体实施例中，所述记时装置为四组光电开关，设置于支架的回转中心两侧，每侧各设置2组。

(1)双向流动，双向记时(当毛细管内径均匀一致时使用)

液流从右向左流动，右边两组光电开关关闭，左边两组光电开关记录；

液流从左向右流动，左边两组光电开关关闭，右边两组光电开关记录；

同时对双向流动数据进行分析。

(2)单向流动、单向记录(当毛细管孔径的等径精度较差时使用)：选定试液流向后，关闭上游一侧的两组光电开关，使用下游一侧的两组光电开关记录，只对单向流动数据进行分析。

本发明的毛细管粘度测试方法有以下积极有益的效果：

①能恒压、可调速：

毛细管是一字型长管，且内径粗细均匀，当角度选定，并固定不动时，液体在管内流动过程中，液柱两端压差始终保持不变，从而达到恒压目的。毛细管的倾斜角度，根据需要，能随意调节，改变管内液体流速。输入微机，能很好地测出非牛顿流体的流动曲线。

②消除液体挂壁影响：

样品测完后，毛细管能从恒温箱中取出，进行彻体清洗，消毒，烘干等处理。从而消除了样品之间及液体挂壁影响。

③工作效率高：

同时备有多个毛细管，做到一个样品一个管子，连续测完后，统一进行清洗等处理，大大提高工作效率。普通粘度计4小时内一般测10个样品，本发明的粘度测试方法可测120个样品。

④用样量少：

普通粘度计，每份样品至少用1-1.3ml试液，本粘度计仅用0.2ml，而且样品测完后，仍可收集另作它用，大大节约了样品消耗，最适合测贵重材料的粘度，诊断婴幼儿“高粘症”及用小动物作活血化瘀药理实验用。

⑤功能强：

普通毛细管粘度计只能测牛顿流体，旋转式粘度计只能测非牛顿流体。本发明的粘度测试方法兼有上述两种功能：牛顿及非牛顿流体均能测量。

⑥消除法一林效应：

普通毛细管粘度计管径通常小于1mm(由结构决定)。因而产生法一林效应，即粘度随管径的变化而变化，管径愈小测出的粘度值愈小。由于制作毛细管的工艺达不到管径一致的要求，因此同一份样品用不同仪器测量结果不同。本发明的粘度测试方法毛细管内径＞1mm，一般采用2mm左右，从而消除了法一林效应的影响。

⑦消除入口长度影响：

液体在直型长管中流动，没有管径变化，并在到达光电开关前有一段助跑阶段，能形成充分的伯努力流动。

⑧测量范围宽：

只要能在管内流动的流体均能测量。测量粘度小的液体，用小角度。测量粘度大的流体，用大角度，直至90度。

由于克服了上述缺点，与其他测试粘度方法相比，本发明具有精度高，重复性好，结构简单，易操作，成本低等优点，便于在基层医院推广。

现以较佳实施例结合附图作一步说明。

图1为使用本发明方法的一种测试装置实施例的结构图，为正视图。

图2为同图1，为其俯视图。

图3为图1装置的工作原理图。

图中编号1，2，3，4是光电开关。5轴带、6轴、7可调温恒温箱，8恒温箱两端的小孔，9毛细管，10支柱，11指针，12刻度盘，13盘架，14底座。15调节螺钉，16微调手轮，17微调减速齿轮付。

以下结合附图介绍本测试装置结构及工作原理：一字型毛细管9用透光材料制作，内径＞1mm，粗细均匀，长度约30cm左右。毛细管9横穿恒温箱7内，其位置由恒温箱7两端的小孔8支撑，毛细管9能从孔8中取出或插入。由光敏电阻及发光二极管组成的四组光电开关1、2、3、4置于毛细管9的上下游两侧，光电开关1-2之间与3-4之间的距离相等，即I_1，2＝I_3，4。并且距离固定不变。恒温箱7温度可调，自动恒温，其结构特点除保障测量条件恒温外，应便于毛细管取出，插入，并且不影响毛细管9的角度变化。故采用空气恒温较为理想，(也可采用水浴恒温箱，轴6固定在恒温箱7的后外壁中间位置，恒温箱7通过轴6与轴套5活动连接，旋转微调手轮16，经过微调整齿轮付17，恒温箱7绕轴6在矢状面内0-90度角范围内旋转。毛细管的倾斜角度由指针11在刻度盘上的位置显示。指针11固定于恒温箱7的外后壁中间位置，刻度盘12通过盘架13与底座14垂直连接，刻度范围根据粘度计的用途决定。若测血液粘度，刻度范围在0度-25度之间，若测水，在0度-10度之间。测高粘稠流体，刻度范围可适当增大，直至90度。每条刻线为1度角。支柱10与底座14垂直。

用前首先调节零点，使毛细管9处于水平位置。测量时，将毛细管9直接插入样品液中，吸取10cm长液柱(约0.2ml)，取样后由孔8插入恒温箱7内，恒温。调整液柱位置，使其处于光电开关的上游端，见图三。测量时，根据需要选择一定角度，旋转微调手轮16使毛细管9倾斜，液体开始流动，经过一段助跑，充分形成伯努利流动。液柱前峰先后通过下游两组光电开关，记录流动时间。如：液柱从右侧流向左侧时。3、4不工作，1、2记时。然后再选择一定角度，使液柱从左侧向右流动，此时1、2不工作，3、4记时。以此类推，液柱左右往返流动。向右流时，1、2不工作，3、4记录。向左流动时，3、4不工作，1、2记录。由此得到不同角度下的流动时间。输入微机，绘出流动曲线。

若毛细管制作工艺达不到粗细均匀的要求，管径有一定锥度，为减小测量误差，可关掉上游两组光电开关，只用下游两组光电开关测量。单方向测量速度虽慢，但可消除系统误差，提高精度。

毛细管较长，液柱前峰通过最后一个光电开关时，仍留在管内，不流失。测完一个样品后，把毛细管9从恒温箱8中取出，样品取出后仍可留作它用。然后彻底清洗，消毒、烘干毛细管，备用。

图1至图3所示为实施本发明方法的装置的一种实施例，结构简单、操作方便。根据本发明测试方法及工作原理还可设计出其他实施装置，不一一例举。

为提高测试精度，实施本发明的测试方法时，所述支架回转角度显示及变速流动记时显示也可采用其他现代电子测量显示装置，本说明书不一一例举。

Claims (3)

1.一种恒压变速毛细管粘度测试方法，包括

(1)毛细管，

(2)微调回转角度的支架，

(3)恒温箱，

(4)记时装置，

其特征在于：

a.恒压条件：使用毛细孔中心线为直线且毛细孔直径相等(孔径粗细均匀)的毛细管；

b.变速方法：将置放于恒温箱内的毛细管固置于微调回转角度的支架上，调节毛细管倾斜角度，改变流速，记录不同流速时的流动时间。

2.根据权利要求1所述的毛细管粘度测试方法，其特征在于：使用所述测试方法的步骤为：

(1)使用毛细孔直径＞1mm的毛细管，每次吸取样品液约10cm长液柱，

(2)将毛细管插入恒温箱，固置于微调回转角度的支架上，

(3)调节回转支架角度，改变毛细管中试液流速，

测试血液：倾斜角度在0-25°之间，

测试低粘度液体(例如水)，倾斜角度在0-10°之间，

测试高粘度液体，倾斜角度在0-90°之间，

(4)记录不同角度下的流动时间，

(5)微机分析显示：将所记录的流动时间输入微机，绘出流动曲线，打印出各种切变率下的粘度，

(6)测定一个样品后，取下原毛细管，换装另一支毛细管，重复上述步骤测试。

3.根据权利要求1所述的毛细管粘度测试方法，其特征在于：所述记时装置为四组光电开关，设置于支架的回转中心两侧，每侧各设置2组，

(1)双向流动，双向记时(当毛细管内径均匀一致时使用)：

液流从右向左流动，右边两组光电开关关闭，左边两组光电开关记录，

液流从左向右流动，左边两组光电开关关闭，右边两组光电开关记录，

同时对双向流动数据进行分析；

(2)单向流动、单向记录(当毛细管孔径的等径精度较差时使用)：选定试液流向后，关闭上游一侧的两组光电开关，使用下游一侧的两组光电开关记录，只对单向流动数据进行分析。

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