CN116106175A - 一种软固体流变性能的测量装置及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种软固体流变性能的测量装置及其测量方法，属于流变测量技术领域，装置包括盛样圆桶，固定设置且上端开口，用于容纳待测软固体试样；搅动转子，顶端与驱动机构的输出轴连接，底端向下伸展容纳于所述盛样圆桶内；图像采集器，配置于所述盛样圆桶的正上方并配有辅助照明器，用于采集待测软固体试样在所述搅动转子转动作用下的剪切流动图像数据；控制接收终端，分别与驱动机构和图像采集器之间连接，用于控制驱动机构和图像采集器启停和接收分析处理图像采集器传输的剪切流动图像数据以获得剪切流动状态下的软固体流变性能。本发明能够获得待测软固体试样内剪切应力与真实剪切变形速率的对应关系，实现软固体流变性能的准确测量。

Description

一种软固体流变性能的测量装置及其测量方法

技术领域

本发明属于流变测量技术领域，具体涉及一种软固体流变性能的测量装置及其测量方法。

背景技术

凝胶、糊状物、浆体等软固体材料，诸如流体食品、化妆品、新拌水泥基材料、泥浆等在日常生活和施工生产中广泛应用。不同于金属、陶瓷等一类不易变形或变形微小的“硬固体”材料，“软固体”材料在受到剪切作用会产生流动变形。其在外力作用下容易发生流动变形的能力称为流变性能，直接影响软固体材料的流动行为。准确地测量和表征材料的流变性能对其生产加工和应用有着极其重要的意义。

在研究被测样品的流变性能时通常需要用到旋转流变仪，其通过搅动转子带动材料发生剪切变形，根据材料内的剪切应力与剪切变形速率之间的关系曲线可以表征和评估软固体材料的流变性能。长期以来，在使用流变仪测量软固体材料流变性能时基于两个理想假定条件：被测材料被完全剪切以及被测材料与边界之间无相对滑移，因而认为材料的剪切变形速率与搅动转子的转速呈正比。一旦上述两条基本假定无法同时满足，根据设定的转速计算得到的样品剪切变形速率与实际数值将会存在计算误差，严重影响材料流变性能的准确测量。

研发一套测量装置，抛开两项基本假定的限制，准确计算材料的实际剪切变形速率，能够得到剪切应力与剪切变形速率的真实关系，进而提高软固体材料流变性能测量结果的准确性和可靠性，可以更准确地指导生产和应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种软固体流变性能的测量装置及其测量方法，能够避开试样剪切变形状态和试样与边界之间相对运动对测量结果的不利影响，基于图像分析技术计算真实的剪切变形速率，得到剪切应力与真实剪切变形速率之间的关系，准确测量材料的流变性能。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种软固体流变性能测量装置，包括

盛样圆桶，固定设置且上端开口，用于容纳待测软固体试样；

搅动转子，顶端与驱动机构的输出轴连接，底端向下伸展容纳于所述盛样圆桶内；

图像采集器，配置于所述盛样圆桶的正上方并配有辅助照明器，用于采集待测软固体试样在所述搅动转子转动作用下的剪切流动图像数据；

控制接收终端，分别与驱动机构和图像采集器之间连接，用于控制驱动机构和图像采集器启停和接收分析处理图像采集器传输的剪切流动图像数据以获得剪切流动状态下的软固体流变性能。

进一步的，所述搅动转子由一个圆柱体和连接于圆柱体底端的一个圆锥体组合构成，所述圆柱体的圆柱面上沿周向均匀开设有若干个与圆柱轴线相平行的防滑槽且使所述圆柱体横截面呈外齿轮形，所述圆锥体的直径与所述圆柱体直径相同且具有光滑的侧面。

进一步的，所述盛样圆桶的内侧面为粗糙防滑面，用于防止待测软固体试样在内侧面上发生相对滑移，所述盛样圆桶的内侧面上刻有取样量标志线。

进一步的，在待测软固体试样表面上以搅动转子为中心设置两层标记点，两层标记点分别设置在搅动转子的外表面和距离外表面以外一定间距的圆环位置上，所述标记点为直径1mm的白色低密度轻质小球，使用镊子放置在试样表面，以使小球和软固体试样表面在搅动过程中保持同步运动。

进一步的，以搅动转子为中心的圆周方向上，均匀间隔设置三组一一对应的两层标记点，且两层标记点间距为1cm。

进一步的，所述驱动机构的转动流程采用转速控制模式，共分四个阶段：预剪切阶段、静置阶段、阶梯增速阶段和阶梯减速阶段，并且在阶梯增速和阶梯减速阶段中需设置不少于4个转速阶梯且每个转速阶梯维持时间不少于5s。

进一步的，所述软固体流变性能包括实时剪切应力和实时剪切变形速率。

进一步的，所述实时剪切应力的计算公式为：

式中：τ为搅动转子外表面的实时剪切应力(Pa)，T为驱动机构输出轴上的实时扭矩(N·m)，g为重力加速度(m/s²)，R_i为搅动转子半径(m)，H为搅动转子圆柱部分的高度(m)。

进一步的，所述实时剪切变形速率的计算方法如下：

在各转速阶梯阶段，图像采集器按照预设采样间隔Δt抓拍并分析各个标记点的位置，分别计算内、外层标记点的平均运动速度如下：

式中：v₁为内层标记点的平均运动速度，v₂为外层标记点的平均运动速度，Δl为相邻时间间隔内层标记点的相对移动距离(m)，ΔL为相邻时间间隔外层标记点的相对移动距离(m)，n为内层标记点的个数，N为外层标记点的个数，Δt为预设采用间隔(s)；

计算软固体试样在搅动转子外侧的实时剪切变形速率的计算公式为：

式中：

为搅动转子外表面的实时剪切变形速率(s^-1)，ΔR为内外两层标记点所在圆环的半径差(m)。

进一步的，还包括载物板和滑动丝杆；所述滑动丝杆垂直固定在载物板上，所述滑动丝杆上设有能够上下滑动的丝杆滑块，所述驱动机构、图像采集器和辅助照明器均固定设置于所述丝杆滑块上，所述盛样圆桶通过花键嵌在载物板上，防止盛样圆桶在载物板上发生相对平移和转动。

第二方面，本发明提供了一种基于第一方面中任一项所述软固体流变性能测量装置的测量方法，包括如下步骤：

步骤S1：向上移动丝杆滑块使得搅动转子与载物板之间留有足够的空间放置盛样圆桶；

步骤S2：取一定量待测软固体样品装入盛样圆桶中，待测软固体试样的上表面需与盛样圆桶内壁的取样量标志线相平齐，将盛样圆桶通过花键嵌在载物板上静置；

步骤S3：向下移动丝杆滑块使得搅动转子的圆柱体顶面刚好浸没在软固体试样中；

步骤S4：在软固体试样的外表面和距离外表面以外间距1cm的圆环位置上分别设置若干个标记点；

步骤S5：控制接收终端中设定测量装置的工作参数(驱动机构转动流程、数据采集间隔和数据保存路径)，开启并调节辅助照明器，启动驱动机构带动搅动转子开始工作，利用图像采集器采集剪力流动图像数据并实时传送给控制接收终端，控制接收终端将自动计算记录软固体试样的实时剪切应力和实时剪切变形速率数据；

步骤S6：根据计算获得的实时剪切应力和实时剪切变形速率数据，绘制流变曲线，使用Herschel-Bulkley模型拟合待测软固体试样的流变参数。

进一步的，所述驱动机构的转动流程采用转速控制模式，共分四个阶段：预剪切阶段、静置阶段、阶梯增速阶段和阶梯减速阶段，并且在阶梯增速和阶梯减速阶段中需设置不少于4个转速阶梯且每个转速阶梯维持时间不少于5s。

进一步的，所述软固体流变性能包括实时剪切应力和实时剪切变形速率；

所述实时剪切应力的计算公式为：

式中：τ为搅动转子外表面的实时剪切应力(Pa)，T为驱动机构输出轴上的实时扭矩(N·m)，g为重力加速度(m/s²)，R_i为搅动转子半径(m)，H为搅动转子圆柱部分的高度(m)；

所述实时剪切变形速率的计算方法如下：

在各转速阶梯阶段，图像采集器按照预设采样间隔Δt抓拍并分析各个标记点的位置，分别计算内、外层标记点的平均运动速度如下：

式中：v₁为内层标记点的平均运动速度，v₂为外层标记点的平均运动速度，Δl为相邻时间间隔内层标记点的相对移动距离(m)，ΔL为相邻时间间隔外层标记点的相对移动距离(m)，n为内层标记点的个数，N为外层标记点的个数，Δt为预设采用间隔(s)；

计算软固体试样在搅动转子外侧的实时剪切变形速率的计算公式为：

式中：

为搅动转子外表面的实时剪切变形速率(s^-1)，ΔR为内外两层标记点所在圆环的半径差(m)。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

本发明提供的软固体流变性能的测量装置及其测量方法通过图像采集器获取在搅动转子作用下剪力流动的软固体流动性能图像，并基于图像分析技术利用图像识别分析方法可准确计算搅动转子周围被测软固体试样内的真实剪切变形速率，结合搅动转子和盛样圆桶的结构设计，避免了界面滑移，排除在基于理想条件计算时由界面滑移和试样的不完全剪切对计算结果的不利影响；结合搅动转子上测得的对应扭矩和两层标记点设置，以获得待测软固体试样内剪切应力与真实剪切变形速率的对应关系，实现软固体流变性能的准确测量，进而指导软固体的生产及应用；该测量装置及其测量方法的适用范围广，通用性强，结构简单，操作方便，测量结果可靠性强。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种软固体流变性能测量装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种搅动转子的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种盛样圆桶的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种标记点设置及其运动分析示意图；

图5为本发明实施例提供的一种流变测试过程中驱动机构转动流程范例；

图6为本发明实施例提供的基于理想假定和本发明的剪切变形速率结果；

图7为本发明实施例提供的基于理想假定和本发明的流变曲线。

图中：

1、载物板；2、滑动丝杆；3、驱动机构；4、辅助照明器；5、图像采集器；6、搅动转子；7、盛样圆桶；8、防滑槽；9、标记点；10、圆柱体；11、圆锥体；12、输出轴；13、花键；14、丝杆滑块；15、控制接收终端。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例

如图1所示，本发明实施例中提供了一种软固体流变性能测量装置，该装置包括载物板1、滑动丝杆2、驱动机构3、辅助照明器4、图像采集器5、搅动转子6、盛样圆桶7和控制接收终端15。其中，所述滑动丝杆2垂直固定在载物板1上，所述滑动丝杆2上设有丝杆滑块14，所述驱动机构3、辅助照明器4和图像采集器5通过连接件安装在丝杆滑块14上，所述驱动机构3的输出轴12与搅动转子6连接，所述的搅动转子6位于盛样圆桶7内，搅动转子6与盛样圆桶7之间填充有待测软固体试样，所述驱动机构3和图像采集器5均与控制接收终端15连接。

在本实施例中，丝杆滑块14可在滑动丝杆2上上下移动，用于调节搅动转子6在待测软固体试样中的相对位置。

图像采集器5在盛样圆桶7正上方，用于采集待测软固体试样在搅动转子6附近的剪切流动行为，并将采集图像数据传送至控制接收终端15后，经控制接收终端15分析计算软固体试样的剪切变形速率。

在本实施例中，如图2所示，搅动转子6由一个圆柱体10和连接于圆柱体10底端的一个圆锥体11组合构成，所述圆柱体10的圆柱面上沿周向均匀开设有若干个与圆柱轴线相平行的防滑槽8且使所述圆柱体10横截面呈外齿轮形，所述圆锥体11的直径与所述圆柱体10直径相同且具有光滑的侧面。

所述盛样圆桶7的内侧面为粗糙防滑面，用于防止待测软固体试样在内侧面上发生相对滑移，所述盛样圆桶7的内侧面上刻有取样量标志线。此外，盛样圆桶7通过花键13嵌在载物板1上，防止盛样圆桶7在载物板1上发生相对平移和转动，参考图3。

如图4所示，在待测软固体试样表面上以搅动转子6为中心设置两层标记点9，两层标记点9分别设置在搅动转子6的外表面和距离外表面以外一定间距的圆环位置上。具体的，以搅动转子6为中心的圆周方向上，均匀间隔设置三组一一对应的两层标记点9，且两层标记点9间距为1cm。并且，标记点9为直径1mm的白色低密度轻质小球，使用镊子放置在试样表面。因为标记点9采用低密度轻质小球(密度低，颗粒小)，所以小球和软固体试样表面在搅动过程中可以保持同步运动，相比之前的测量方法，其测量技术方案的操作可行性、测量精度和可靠度均有显著提高。

接下来结合具体实施例对本发明提供的软固体流变性能测量装置的测量方法做如下描述：

(1)首先，制备新拌水泥净浆作为待测软固体样品。

取水泥1069.6克、粉煤灰458.4克，取固体体积分数为10％的聚羧酸减水剂溶液15.3克，加水至溶液383.5克，上述材料充分搅拌混合后得到待测新拌水泥净浆。

(2)旋转载物板1底部调平旋钮支座使得载物板1水平。将搅动转子6与驱动机构3连接，所用搅动转子6的直径为3cm、有效剪切圆柱部分高6cm、圆锥部分高1cm，如图2所示。向上移动丝杆滑块14使得搅动转子6与载物板1之间预留足够的空间放入盛样圆桶7。

(3)将制备的新拌水泥净浆倒入盛样圆桶7中，直至净浆上表面与取样量标志线齐平，所用盛样圆桶7直径10cm，取样标志线与盛样圆桶7内底距离10cm。将装有新拌水泥净浆的盛样圆桶7通过其底部花键13嵌在载物板1上，防止测量过程中盛样圆桶7在载物板1上发生相对平移和转动。

(4)向下缓慢移动丝杆滑块14，搅动转子6缓慢浸入待测新拌水泥净浆中，此时水泥净浆表面会稍稍向上移动，调整丝杆滑块14使得搅动转子6刚好完全浸入新拌净浆中，此时搅动转子6外壁与盛样圆桶7内壁的间距为3.5cm，搅动转子6底部与盛样圆桶7内底的间距约为3.5cm。

(5)在水泥净浆表面分两层分别设置3个标记点9，如图4所示。

内层标记点9在搅动转子6外侧，外层标记点9在距搅动转子6表面1cm处，标记点9为直径1mm的白色低密度轻质小球，使用镊子放置在试样表面。视环境光照情况调节辅助照明器46，使得标记点9在图像采集器5中的成像清晰。

(6)启动驱动机构3进行试样剪切，驱动机构3的转动流程按照预设程序进行，预设转动流程采用转速控制模式，如图5所示，共分四个阶段：预剪切阶段、静置阶段、阶梯增速阶段和阶梯减速阶段。

预剪切阶段搅动转子6历时10s从静止加速到90rpm，再历时10s从90rpm减速到停止，水泥净浆静置10s后进入阶梯增、减速阶段。在阶梯阶段设置15rpm、30rpm、45rpm、60rpm、75rpm和90rpm共6个转速，每个阶段维持10s。

(7)控制接收终端15每1s获取驱动机构3输出轴12上的实时扭矩，搅动转子6上的扭矩等于驱动机构3输出轴12上的扭矩，搅动转子6表面的实时剪切应力按下式计算：

式中：τ为搅动转子6外表面的实时剪切应力(Pa)，T为驱动机构3输出轴12上的实时扭矩(N·m)，g为重力加速度(m/s²)，R_i为搅动转子6半径(m)，H为搅动转子6圆柱部分的高度(m)。

(8)图像采集器5位于盛样圆桶7的正上方，采集范围应包含整个盛样圆桶7的范围。在各转速阶梯阶段图像采集器5每0.1s采集各标记点9的图像信息并传输至控制接收终端15进行分析计算。

控制接收终端15计算实时剪切变形速率的具体操作如下：

图像采集器5按照预设采样间隔0.1s抓拍并分析各标记点9的位置，分别计算内、外层标记点9的平均运动速度如下：

式中：v₁为内层标记点9的平均运动速度，v₂为外层标记点9的平均运动速度，Δl为相邻时间间隔内层标记点9的相对移动距离(m)，ΔL为相邻时间间隔外层标记点9的相对移动距离(m)，n为内层标记点9的个数，N为外层标记点9的个数，Δt为预设采用间隔(s)。

计算水泥净浆在搅动转子6外侧的实时剪切变形速率的计算公式为：

式中：

为搅动转子6外表面的实时剪切变形速率(s^-1)，ΔR为内外两层标记点9所在圆环的半径差(m)。

需要说明的是，作为最优选，为了便于操作和计算，外表面和距离外表面以外一定间距的圆环位置上作为标记点的小球和软固体试样表面在搅动过程中保持同步运动，可以方便计算内外两层标记点9所在圆环的半径差，对于实验操作、搅动过程稳定性、采集数据可靠性等有很好保障。但是，即便内外标记点之间稍稍偏离原圆环位置，图像处理过程中亦会考虑标记点的相对位置，ΔR也会相应变动，以保障实验测量数据的可靠性。

在本实施例中，各转速阶段分别在理想假定条件下计算得到剪切变形速率和使用本发明分析得到的剪切变形速率如图6所示。在低转速时本发明得到的剪切变形速率大于基于理想假定得到的结果，这是因为实验过程中只有部分水泥净浆被剪切。转速越高，水泥净浆的剪切半径越大，转速为75rpm和90rpm时水泥净浆完全被剪切，且尚未发现边界剪切滑移现象，所以基于理想假定的结果与本发明的结果很接近。

根据减速阶梯阶段的剪切应力和剪切变形速率数据，绘制水泥净浆的流变曲线，基于理想假定和本发明的流变曲线如图7所示。使用Herschel-Bulkley模型拟合水泥净浆的流变曲线，拟合参数如表1所示。

表1

基于理想假定条件水泥净浆完全被剪切，而水泥净浆在低剪切速率下只有部分剪切，理想假定条件难以得到保证且与实际实验情况不一致，因此导致两条流变曲线不重合。基于理想假定拟合得到的流变参数与本发明拟合得到的流变参数之间的误差最大达到43％，因此亟需被高度重视。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种软固体流变性能测量装置，其特征在于，包括

盛样圆桶，固定设置且上端开口，用于容纳待测软固体试样；

搅动转子，顶端与驱动机构的输出轴连接，底端向下伸展容纳于所述盛样圆桶内；

图像采集器，配置于所述盛样圆桶的正上方并配有辅助照明器，用于采集待测软固体试样在所述搅动转子转动作用下的剪切流动图像数据；

控制接收终端，分别与驱动机构和图像采集器之间连接，用于控制驱动机构和图像采集器启停和接收分析处理图像采集器传输的剪切流动图像数据以获得剪切流动状态下的软固体流变性能。

2.根据权利要求1所述的软固体流变性能测量装置，其特征在于，所述搅动转子由一个圆柱体和连接于圆柱体底端的一个圆锥体组合构成，所述圆柱体的圆柱面上沿周向均匀开设有若干个与圆柱轴线相平行的防滑槽且使所述圆柱体横截面呈外齿轮形，所述圆锥体的直径与所述圆柱体直径相同且具有光滑的侧面。

3.根据权利要求2所述的软固体流变性能测量装置，其特征在于，所述盛样圆桶的内侧面为粗糙防滑面，用于防止待测软固体试样在内侧面上发生相对滑移，所述盛样圆桶的内侧面上刻有取样量标志线。

4.根据权利要求3所述的软固体流变性能测量装置，其特征在于，在待测软固体试样表面上以搅动转子为中心设置两层标记点，两层标记点分别设置在搅动转子的外表面和距离外表面以外一定间距的圆环位置上，且所述标记点为直径1mm的白色低密度轻质小球，以使标记点和软固体试样表面在搅动过程中保持同步运动。

5.根据权利要求4所述的软固体流变性能测量装置，其特征在于，以搅动转子为中心的圆周方向上，均匀间隔设置三组一一对应的两层标记点，且两层标记点间距为1cm。

6.根据权利要求4所述的软固体流变性能测量装置，其特征在于，所述驱动机构的转动流程采用转速控制模式，共分四个阶段：预剪切阶段、静置阶段、阶梯增速阶段和阶梯减速阶段，并且在阶梯增速和阶梯减速阶段中需设置不少于4个转速阶梯且每个转速阶梯维持时间不少于5s。

7.根据权利要求6所述的软固体流变性能测量装置，其特征在于，所述软固体流变性能包括实时剪切应力和实时剪切变形速率。

8.根据权利要求7所述的软固体流变性能测量装置，其特征在于，所述实时剪切应力的计算公式为：

式中：τ为搅动转子外表面的实时剪切应力(Pa)，T为驱动机构输出轴上的实时扭矩(N·m)，g为重力加速度(m/s²)，R_i为搅动转子半径(m)，H为搅动转子圆柱部分的高度(m)。

9.根据权利要求7所述的软固体流变性能测量装置，其特征在于，所述实时剪切变形速率的计算方法如下：

在各转速阶梯阶段，图像采集器按照预设采样间隔Δt抓拍并分析各个标记点的位置，分别计算内、外层标记点的平均运动速度如下：

式中：v₁为内层标记点的平均运动速度，v₂为外层标记点的平均运动速度，Δl为相邻时间间隔内层标记点的相对移动距离(m)，ΔL为相邻时间间隔外层标记点的相对移动距离(m)，n为内层标记点的个数，N为外层标记点的个数，Δt为预设采用间隔(s)；

计算软固体试样在搅动转子外侧的实时剪切变形速率的计算公式为：

式中：

为搅动转子外表面的实时剪切变形速率(s^-1)，ΔR为内外两层标记点所在圆环的半径差(m)。

10.根据权利要求1所述的软固体流变性能测量装置，其特征在于，还包括载物板和滑动丝杆；所述滑动丝杆垂直固定在载物板上，所述滑动丝杆上设有能够上下滑动的丝杆滑块，所述驱动机构、图像采集器和辅助照明器均固定设置于所述丝杆滑块上，所述盛样圆桶通过花键嵌在载物板上，防止盛样圆桶在载物板上发生相对平移和转动。

11.基于权利要求1～10中任一项所述软固体流变性能测量装置的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：向上移动丝杆滑块使得搅动转子与载物板之间留有足够的空间放置盛样圆桶；

步骤S2：取一定量待测软固体样品装入盛样圆桶中，待测软固体试样的上表面需与盛样圆桶内壁的取样量标志线相平齐，将盛样圆桶通过花键嵌在载物板上静置；

步骤S3：向下移动丝杆滑块使得搅动转子的圆柱体顶面刚好浸没在软固体试样中；

步骤S4：在软固体试样的外表面和距离外表面以外间距1cm的圆环位置上分别设置若干个标记点；

步骤S5：控制接收终端中设定测量装置的工作参数(驱动机构转动流程、数据采集间隔和数据保存路径)，开启并调节辅助照明器，启动驱动机构带动搅动转子开始工作，利用图像采集器采集剪力流动图像数据并实时传送给控制接收终端，控制接收终端将自动计算记录软固体试样的实时剪切应力和实时剪切变形速率数据；

步骤S6：根据计算获得的实时剪切应力和实时剪切变形速率数据，绘制流变曲线，使用Herschel-Bulkley模型拟合待测软固体试样的流变参数。

12.根据权利要求11所述软固体流变性能测量装置的测量方法，其特征在于，所述驱动机构的转动流程采用转速控制模式，共分四个阶段：预剪切阶段、静置阶段、阶梯增速阶段和阶梯减速阶段，并且在阶梯增速和阶梯减速阶段中需设置不少于4个转速阶梯且每个转速阶梯维持时间不少于5s。

13.根据权利要求12所述软固体流变性能测量装置的测量方法，其特征在于，所述软固体流变性能包括实时剪切应力和实时剪切变形速率；

所述实时剪切应力的计算公式为：

式中：τ为搅动转子外表面的实时剪切应力(Pa)，T为驱动机构输出轴上的实时扭矩(N·m)，g为重力加速度(m/s²)，R_i为搅动转子半径(m)，H为搅动转子圆柱部分的高度(m)；

所述实时剪切变形速率的计算方法如下：

在各转速阶梯阶段，图像采集器按照预设采样间隔Δt抓拍并分析各个标记点的位置，分别计算内、外层标记点的平均运动速度如下：

式中：v₁为内层标记点的平均运动速度，v₂为外层标记点的平均运动速度，Δl为相邻时间间隔内层标记点的相对移动距离(m)，ΔL为相邻时间间隔外层标记点的相对移动距离(m)，n为内层标记点的个数，N为外层标记点的个数，Δt为预设采用间隔(s)；

计算软固体试样在搅动转子外侧的实时剪切变形速率的计算公式为：

式中：

为搅动转子外表面的实时剪切变形速率(s^-1)，ΔR为内外两层标记点所在圆环的半径差(m)。

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