转矩流变仪是材料科学与工程领域中用于测试聚合物、橡胶、食品、药品等材料流变性能的关键设备。其通过测量材料在混合或剪切过程中的扭矩、温度、转速等参数,反映材料的加工性能、熔体流动特性及稳定性。然而,由于长期使用、机械磨损或环境因素影响,仪器的测量精度可能下降,因此定期校准与性能验证至关重要。
1.校准方法
校准是确保仪器测量精度的基础,主要包括扭矩、温度、转速三个核心参数的校准。
1.1扭矩校准
扭矩是
转矩流变仪的关键测量参数,直接影响材料流变特性的分析。校准方法包括:
-标准砝码法:在转子上施加已知质量的砝码,测量扭矩传感器的响应值,并与理论计算值对比,调整校准系数。
-动态扭矩传感器比对:使用经过计量认证的标准扭矩传感器进行对比测试,确保测量误差在允许范围内(通常要求误差≤±1%)。

1.2温度校准
温度控制精度影响材料的熔融行为和流变性能。校准方法包括:
-标准热电偶比对法:在混合腔或转子附近插入标准热电偶,与设备显示温度对比,调整PID控制参数。
-红外测温校准:对于高温测试(如聚合物熔体),可采用非接触式红外测温仪验证温度均匀性。
1.3转速校准
转速影响剪切速率,进而影响流变数据。校准方法包括:
-光电编码器检测:使用外部转速计测量转子实际转速,与设定值对比,调整电机控制参数。
-稳态转速测试:在不同转速下运行设备,观察扭矩波动情况,确保转速稳定性(通常要求误差≤±0.5%)。
2.性能验证方法
校准完成后,需进行性能验证,以确保设备在实际测试中的可靠性。常见的验证方法包括:
2.1标准物质测试
使用已知流变特性的标准物质(如聚苯乙烯、硅油等)进行测试,对比实测数据与标准值,验证设备的重复性和准确性。
2.2重复性测试
在同一样品、相同测试条件下进行多次测量,计算扭矩、温度等参数的相对标准偏差(RSD),通常要求RSD≤2%。
2.3比对实验
将同一批样品在不同转矩流变仪或采用其他流变测试方法(如毛细管流变仪)进行对比,评估数据一致性。
3.校准与验证周期
-日常校准:每次开机前进行零点校准,确保传感器无漂移。
-定期校准:建议每6个月进行一次全面校准,或依据使用频率调整。
-性能验证:每批次重要实验前进行标准物质测试,确保设备状态正常。