[实用新型]采用双丝扭摆法测量熔体粘度的装置

说明书

本实用新型涉及一种粘度测量装置，它可用于常温液体特别是用于高温熔体粘度测量。

常用粘度测量装置有：毛细管法、旋转方法、振荡容器法。由于高温熔体的易反应性，高熔点，熔体和气体对流的影响，限制了测量方法和测量装置的选用，影响了测量的精度。毛细管法测量方法和测量装置的选用，影响了测量的精度。毛细管法测量方法和测量装置的测量精度高，误差近乎于1％。在常温下得到广泛的应用，通常用它来标定和校准其它方法和仪器。但是在高温下，测量的样品易与毛细管发生反应，反应的杂物和样品的不纯能改变仪器常数，并影响测量的精度。有报道用这种方法测量液态金属的粘滞系数，没有见到用这种方法测量非金属熔体的粘滞系数报道。旋转方法和测量装置相当成熟和完善，在多种领域得到了广泛的应用，它的缺点是：测量的粘滞系数值和粘度的激活能与旋转速度有关；不适合测量范围在几十厘泊之上的样品。振荡容器法和装置的测量环境为真空，主要应用领域为液态金属，误差20～30％。它的缺点是：公式较复杂，存在较大的公式误差，不适合测量范围在几十厘泊之下的样品。空气的对流对测量的精度产生严重的影响，很难用它来探讨环境气氛对粘度的影响。

参考文献：1.Kimura    et.Joumal    or    Crystal    Growth（123）1992，121－125

本实用新型的目的在于克服现有测量熔体粘度装置的缺点和不足，从而提供一种双丝扭摆测量装置，它由双丝扭摆，两根扭丝之间的横摆杆激发电磁铁；还有一块反射镜及光电池和采集系统，扭丝下端联着白金探头组成的测量熔体粘度的装置。它可测量常温下熔体粘度，也可测量高温熔体特别是非金属熔体粘度。改变探测头和坩埚材料，也可测量液态金属粘度。

本实用新型的技术解决方案是：采用双丝扭摆法，用氧化铝杆联结柱状白金作为粘度的探测部分设计的装置。

本实用新型的结构图示于图一，测量装置由以下几部分组成。

1.仪器的上底板

2.扭丝A。采用低内耗钨丝，它的上端被刚性固定在仪器的上        部，下端与上夹头3连结。

3.上夹头，其功能是刚性固定扭丝A的下端

4.实心铜管，其功能是联接反射镜，两扭丝和横摆杆。

5.激发电磁铁，其功能是使双丝扭摆起振，控制其中电流大小，        可以得到不同振幅的激发。

6.扭丝B。采用低内耗钨丝，它的上端与下夹头5连结，下端被        刚性固在仪器的下底板。

7.空心铜套管，其功能是让扭丝6从中通过。

8.氧化铝杆。其功能是减少高温炉体与环境的热交换和白金的        用量。

9.柱状白金探测头。其功能是探测液体对扭摆的衰减作用。

10.仪器上底板。

11.横摆杆。上放置调节铁块，其功能是与电磁铁一起激发双        扭丝扭摆振动，并可改变系统的振动频率。

12.调节铁块。其功能是与电磁铁一起激发双丝扭摆振动，其        位置可以左右调节。

13.反射镜。其功能是反射平行入射光，它携带了双丝扭摆振        动信号。

14.仪器外壳。它由有机组成，其功能是透过平行入、反射光        并防止气流扰动。

15.仪器下底板。

16.固定小横杆。其功能是刚性固定扭丝B的下端。

17.热电偶。其功能是测量熔体的温度。

18.白金样品容器。其功能是盛放高温熔体样品。

19.高温电阻炉。其功能是使样品达到预定的温度。

20.下夹头，其功能是：刚性固定扭丝B的上端。

本实用新型的工作过程如下：

两激发电磁铁产生相等，反向的扭转动量，激发双丝扭摆，反射境反射一平行入射光，反射光反映了双丝扭摆振动信号，用12位A／D转换器将模拟信号转换成数字信号，用一台计算机来自动采集，该系统能测定振幅和振动周期，精度为0.1％。在不同粘度的液体样品中，双丝扭摆的衰减情况是不一样的，液体的粘度愈大，振幅衰减愈快。扣除仪器的空气的本征衰减因子，得到由液体导致的衰减因子增加，可算得液体的粘度值。当测量高温熔体时将白金样品容器放在高温炉内即可。

本实用新型的特点：误差近于5％，测量范围：1.6～1.2×10⁴CP，测量环境：空气，真空；主要应用领域：材料研究，晶体生长，冶金，纺织，石油等。

下面对本实用新型的实施例予以说明。

实施例一：制作一台测量高温熔体粘度装置