布氏粘度計，英文名Brookfield viscometer。Brookfield實驗室粘度計又分為三種基本樣式：模擬指針式、數字式以及可程控式。這三種主要明顯的差異是在其黏度讀數的顯示：模擬讀數讀取的主要是旋轉刻度與指針的相關位置；數字讀數讀取的主要是觀察3-digit LED的顯示。另外，數字的黏度計擁有一個0-10mv的輸出，它可以連線於許多種的儀器裝置，如遠程的顯示器、控制器和記錄器。
基本介紹
- 中文名：布氏粘度計
- 基本樣式：模擬指針式、數字式以及可程控式
- 創始人：Brookfield家族
- 國家：美國
簡介,各種模式,操作方法,注意事項,技術指標,標準配置,主要用途,工作原理,安裝方法,
簡介
布氏粘度計名稱的由來在於美國Brookfield家族開創的旋轉粘度測量法，利用獨特的轉子與流體之間產生的剪下和阻力之間的關係而得出的全新的粘度值，正式開創了動力粘度的測量先河。Brookfield家族以自己家族的名字為品牌設計了世界上第一台動力粘度測量儀，也就是旋轉粘度測量儀，也就是今天的布氏粘度計。而布氏也正式Brookfield家族的名稱簡寫。
Brookfield繼最開始的錶盤式粘度計開始，經歷了75年的風雨變遷，一直占領了動力粘度測量的龍頭位置，之後逐漸出現的數顯粘度計DV-I，DV-II，DV-III更是在粘度測量上創造了很大的進步。使得粘度測量不僅僅是單純的測量粘度，更得測出流體的其他性質，比如觸變，剪下等。。
再後來，Brookfield正式打入中國市場，為中國帶來了動力粘度的概念，使中國在液體，膏體，半流體的生產加工上逐漸與國際接軌。越來越多的中國產品符合了國際標準，打入了世界的市場。
如今，Brookfield的粘度計已經成為了一種國際標準，而很多世界級廠商也開始以Brookfield儀器測量的粘度值作為一個不約而同的標準來判斷產品是否合格，甚至國產的很多布氏粘度計在設計原理上也是效仿Brookfield的粘度計進行生產的。而在機器的校準中，也以Brookfield的機器作為校準機型一直沿用至今。
數顯粘度計的區別：
在許多方面，模擬式與數字式的黏度計功能上十分的相像。而兩種的操作流程在本質上也很類似，並有著相同的配件且在本公司的許多規格中也是可以互相代換的。
模擬式的是本公司黏度計中價錢比較低廉的，它較適合用在短時間黏度的量測而對長時間的流變行為細部量測較不適用。這是因為當轉子持續轉動時，數值只能間歇性的讀到，也就是必須當指真經過某一特定區域或是停止黏度計或是當狀態穩定才能讀到讀數。另外長時間的測量需要付出較多的心力，而有些螢幕上一些變化迅速的過程也需要比較注意。
而數字式的黏度計擁有連續式的感應器及記錄輸出端，它對於長時間的追蹤是比較適合的。它在操作長時間的黏度量測上比較輕鬆，並且可以調整記錄數據的時間，對於流變行為改變迅速的流體也較適合。另外，許多的操作者較喜歡使用數字式的，因為不需要在數據中做一些差補的動作。但是此種形式的黏度計不能在使用期間予以手動做一些修改或量測，而模擬式則是可以的。以上這兩種形式黏度計在量測上都能夠提供相當的準確度。
標準的轉子或是cone/plate的型態在本公司的黏度計中都有所提供。有關詳細的幾何型態可以參照2.1.8節，有相關資料予以敘述。
另外，一組模擬式的黏度計是無法轉變成數字式的，也沒有連線記錄器、計算機或是印表機輸出的功能。
我們提供許多種標準的黏度計，它們都擁有不同的模式、範圍，如各種的物理上的修正、不同的轉子速度與張力扭力。請與我們商量您的詳細需求，讓我們來提供給您。
各種模式
轉子型態
(Spindle Geometries)
本公司的黏度計都會提供您最適合的轉子，來搭配購買的儀器以達到最好的使用範圍及套用。然而這些轉子都有其特殊的型態，目的是為了能夠提供一最適的結果給您。本公司有提供多樣的轉子與配件以滿足使用者的需求；在此節我們都有列出。
本公司的黏度計材質上採用的是300系列的不鏽鋼材，因此在一般操作情況下都不用予以維修，有些更進一步的覆上一層抗腐蝕材質。若您在套用上較不同，需要較特殊的轉子的話，歡迎您向本公司洽詢。
盤狀轉子
幾種標準的轉子型號如下LV系列(轉子#2和#3)和RV/HA/HB系列(轉子#1到#6)，這幾組是比較常用的，並且使用於容量600ml或以上的樣品槽中。轉子的製造是相當精準的，並且在不同流體中都做過黏度數據再現性的測試。這些結果並可經由Technical Paper AR-82中的數學程式加以轉換成黏度的函式。2.1.7節中有轉子幾何型態直接對應剪率的相關資料。
圓柱狀轉子
這類轉子(LV#1和#4 RV/HA/HB#7)擁有固定的型態，不僅對黏度，也可以計算剪率與剪力的數值。這類轉子的其它方面的參數和前面的盤狀轉子大致上相似。由於在幾何設計上的優勢，再加上數學分析這類轉子對於非牛頓流體的測量相當的有價值。這類轉子在本公司各種黏度計的模式都可以套用，但必須挑選適當的範圍。另外圓柱型轉子中相當於盤狀型號LV#2和#3的轉子本公司也有提供。2.1.7節有剪率幾何方面的相關資料。
共軸圓柱
共軸圓柱的幾何構造可用來得到較好剪率及剪力的數值，特別是在當樣品體積非常小的時候。下述幾種是本公司儀器採用此幾何構造的配件，它們在特殊情況下都擁有其個別的優點。這些裝備配件有：Small Sample Adapter(2.1.4節)、UL Adapter(2.1.5節)、Thermosel(2.1.6節)和DIN Adapter(2.1.4節)。
圓錐/平板
（Cone/Plate）幾何構造
Cone/plate 的幾何構造不但提供了絕對的黏度值，另外也能讓使用者輕易的得到準確的剪力及剪率值。它所需的樣品體積小，並且也設計了可控溫的結構；另外它的構造也特別適合用來研究分析非牛頓流體的流變行為。這一裝置包含在Wells-Brookfield Cone/Plate Viscometer裡面(2.1.8節中包含有更多的相關資料)。
T型轉子
通常和Helipath Stand配件相連線，它通常被拿來測量低流動性的或是不流動的物質，如糊狀物、膠體或是乳脂狀物
溫度控制
(Temperature Control)
在黏度的測量中為了確保實驗的準確性與再現性，我們常常在實驗中加上了溫度的控制。而也因此本公司的儀器具有下列的系統：
控溫槽
在大多數的黏度測量套用上，使用恆溫槽來控溫是相當合適的。其中有兩種形式：循環式通常以包覆儀器的方式使用，如Wells-Brookfield Cone/Plate Viscometer(2.1.8節)和Small Sample Adapter(2.1.5節)；和水槽/循環，這種適用於各種儀器的套用，將樣品容器沈浸在水槽中以達到控溫的效果。不過控溫槽有一個操作的溫度限制，大約在120℃左右(和槽內使用的液體有關)，且通常還需要一輔助裝置，以供當所需溫度在室溫以下時使用。我們也提供冷卻的設備。如果您需要更多資料，可跟本公司洽詢。
高溫測量系統
(Thermosel System)
這個系統是為了少量樣品，且在溫度介於40到300℃的測量所設計。它和一般的控溫系統不同，它並不以流體為控溫的介質。
小體積樣品槽
(Small sample Volume)
大部分本公司樣品槽的標準規格是個約600毫升的Griffin杯。而很多的使用者認為一個小體積的樣品槽是非常必要的，因此本公司的產品提供了幾種小體積的樣品槽。
微量樣品接頭
（Small Sample Adapter）
我們使用了特殊的設計來提供一個小體積的樣品槽，這個小體積的樣品槽是個夾套式與同軸圓柱型的配備，除了cone/plate型以外，它和本公司其它的黏度計都是可以兼容的。它所需的樣品體積，依模式的不同，其範圍在2.0到16.0毫升。另外依使用模式的不同，所能測得的黏度範圍從5 cp到10,000,000 cp，而剪率是從0.066到93.0 1/秒。另外Small Sample Adapter的夾套設計也可以與循環式的控溫槽相接，最高約可達到100℃下的恆溫狀態。
超低黏度接頭
（UL Adapter）
UL Adapter主要適用在比一般量測範圍更低的黏度來量測。當與可動的end cap搭配使用時，其樣品體積需要量為16.0毫升。在2.1.5節有提供較多的資料。
DIN Adapter
DIN Adapter與UL Adapter一樣，是與特別的黏度計搭配使用，來對黏度範圍較一般測量低時做量測用。它的測量範圍在1 cp到50,000 cp與DIN 53019相符。
高溫測量系統
(Thermosel System)
Thermosel系統可量測溫度控制在300℃下的黏度。與同軸圓柱型態轉子搭配使用下，樣品體積介於8.0到13.0毫升間(和所用轉子相關)。詳情參照2.1.6節。
Wells-Brookfield Cone/Plate & CAP黏度計
當樣品體積被限制住的時候，我們往往使用Wells-Brookfield Cone/Plate黏度計，因為其所需樣品量在0.5到2.0毫升間。相關資料在2.1.8節有所論述。
CAP黏度計所需樣品量<1毫升。
低黏度狀態
(Low Viscosity)
每一個Brookfield的黏度計都提供了相當寬廣的黏度量測範圍，但偶爾還是會有某些狀況下，必須做儀器範圍外的量測。有幾項本公司的配件提供這些範圍外的服務：
超低黏度接頭
(UL Adapter)
這個配件的設計明顯地替LV系列的黏度計提供了較低黏度量測的敏感度；它可以被使用於除了cone/plate型外之本公司的黏度計。當裝配在LVF或LVT黏度計上時，UL Adapter提供了1.0到10.0 cp的量測範圍與轉速60rpm下的剪率73.4 1/秒。而其它種類的黏度計與UL Adapter搭配下所能測量的最低黏度如下：RVT，6.4 cp；HAT，12.8 cp；HBT，51.2 cp。UL Adapter的型態為一共軸圓柱並在外層圓柱加上一可動式PE末端帽。再加上此末端帽的條件下，其樣品量測體積為16.0毫升，且可在一空溫槽下控溫到最高100℃；若除去此末端帽，則此Adapter將可適用於任何的樣品槽。
微量樣品接頭
在一些轉子/樣品槽的搭配下，Small Sample Adapter有機會量測到比一般範圍要低一點的黏度值。詳細的套用測量的範圍請參照表，若想了解更加詳細，可在2.1.4節找到資料。
高溫測量系統
與特定的轉子搭配，Thermosel系統可提供低黏度的一個較高的敏感度；想知道更多的資料可以參考套用範圍表，而此系統在2.1.6節有更詳細的討論。
Wells-Brookfield Cone/Plate黏度計
Wells-Brookfield Cone/Plate黏度計對低黏度的量測可以到達0.1 cp。
高溫狀態
(High Temperature)
在高溫下的黏度量測可簡可繁，主要視樣品種類與溫度而決定。有時最重要的地方是在控制黏度計與樣品間的距離來增加轉子的使用範圍(2.1.10節)。另外有些困難的套用，如熔融態玻璃的測量，需要特製的熔爐及坩堝，當然此時黏度計的配件也需要有耐高溫的抵抗能力(若您有需要可與本公司聯絡洽詢)。由前述的特例可知，本公司的儀器也可於高溫下做黏度測量。
高溫測量系統
（Thermosel）
此系統專為溫度範圍介於25到300℃下之小體積樣品的黏度測量所特別設計。它通常被包裝成一完整的儀器裝置出售(包含黏度計)，當然也可以加裝在您既有的黏度計上(除了cone/plate型以外)。
除了黏度計以外，此系統尚包含了一同軸圓柱狀轉子與樣品室，還有與RTD感應器搭配之數字模擬溫控系統。Thermosel系統可有三種不同的變化：系統一是模擬型黏度計搭配手動裝置；系統二包含了數字型黏度計與溫度黏度記錄的輸出端；系統三是在系統二之外加了一組可作程式編輯流程的溫度控制系統。
Thermosel系統需要的是小體積的樣品(8.0到13.0毫升，依轉子而定)，並且其共軸圓柱型的轉子提供其範圍為0.08到93.0 1/秒的剪率，其數值和轉子及黏度計種類有關。
控溫槽
Brookfield 控溫槽也可以適用於高溫黏度測量。一般最高限制溫度為120℃。
定義剪率值(Defined Shear Rate)
由於在套用上黏度的數據必須精確表示， 所以必須考慮轉子的形狀，這樣剪率以及剪力才有辦法計算出來。 這些內定參數可以從以下Brookfield的儀器與附屬檔案上找出。請從參考資料查閱更多有關下列產品的信息：
圓柱轉子 2.1.2
UL接頭 2.1.5
DIN接頭 2.1.4
小樣品接頭 2.1.4
Thermosel系統 2.1.6
Brookfield Cone/Plate黏度計 2.1.8
CAP黏度計 2.1.8
2.1.8 高剪率狀態(High Shear Rate)
Brookfield黏度計原先被設計在低黏度測量上。 大部分的轉子可以測量的剪率皆低於100 (1/s)。配合UL接頭可以到達300 (1/s)的剪率(2.1.5節)，或者使用小樣品接頭(2.1.4節)，或者使用部份Thermosel系統(2.1.6節)。當剪率超過300 (1/s)， 就必須使用Brookfield Cone/Plate黏度計、CAP黏度計或是PVS流變計。
Brookfield Cone/Plate 黏度計
Brookfield Cone/Plate黏度計可以在內定的剪率與剪力的範圍內測量小樣品的精確黏度。由於轉子的設計，只需要0.5-2.0 mL的樣品並且剪率的範圍可在0.6-1500 (1/s)之間(視黏度計型號與轉子而定)。樣品槽也有精確的溫度控制。
借著不同型號的黏度計與轉子，Brookfield Cone/Plate黏度計可以測量0.5 cp到150萬cp的黏度(雖然沒有單一的機型可以全部涵蓋這個範圍，但是使用數個不同的轉子即可達到這個範圍)。
Brookfield Cone/Plate黏度計可以同時使用儀表操控與數位化模式。亦可選擇使用(推薦使用)恆溫水槽以獲得精確與良好再現性的數據。
這個Cone/Plate轉子是專門為Brookfield Cone/Plate黏度計所設計的， 並不能使用在其它的機型上。但是使用標準的轉子在Brookfield Cone/Plate黏度計上是有可能的。
CAP 黏度計
Brookfield Cone/Plate黏度計中的CAP系列的黏度計由於可以提供高剪率與不同速率的測量，因此被廣泛套用在塗布、 覆膜、 樹脂、 油墨、 化妝品、 製藥與食品的研究發展與品質控制上。這一系列的黏度計可以在高剪率下操作並提供精確的溫度控制，此外所需樣品體積都小於1mL。
CAP系列， 包括CAP1000與CAP-2000型黏度計， 會對轉子間隙與黏度範圍自動校正。CAP1000型固定單一轉速在750 RPM於50 Hz與900 RPM於60 Hz，而剪率在60 Hz時可以是12000 (1/s)或3000 (1/s)，在50 Hz時可以是10000 (1/s)或2500 (1/s)。 借著使用不同的轉子，黏度範圍可由0.25 Poise 至100 Poise。 CAP2000型可以調整不同的轉速由50至2000 RPM，而剪率範圍在166至26600 (1/s)之間， 黏度範圍由0.1至1500 Poise。CAP1000與CAP2000機型的誤差範圍都在±2%之內， 並且符合BS3900， ISO 2884，與ASTM D-4287標準。
PVS 流變計
Brookfield PVS流變計可以測量在高溫與高壓下樣品的黏度。可使用的壓力範圍高達1000 psi 而溫度範圍在-40℃到200℃。因此很適合做油類、 氣體、 泥漿、 紙漿、 塑膠、石油與氣膠等研究。
操作方法
1.1 根據待測樣品的黏度範圍選擇轉筒。 附：每個轉筒的因子與測量範圍。 因子 0.1 0.2 0.4 0.5 範圍 1～10mpa 2～20mpa 4～40mpa 5～50mpa
1.2 零點校正：打開電源開關在電動機空載旋轉情況下，將本機左端的調零螺絲輕輕旋入此 時指針應指在零點。 測試時的零點校正應在空載下反覆三次， 確認零位無誤才算調零結束。
1.3 將 u 形彈簧的兩端伸至轉筒內，使掛鈎露在筒外。
1.4 將被測液體小心倒入測試容器，直至液面達到錐形面下部邊緣，將轉筒插入液體直到完 全浸沒為止。 1.5 將測試容器安放在儀器托架上，並將轉筒掛鈎懸掛於儀器左旋滾花螺目的掛鈎上。
1.6 開動電機，此時可得測試器在托架上前後左右輕微移動，使轉筒對準中心（此時應沒有 振動的聲音） 。 1.7 當指針穩定後即可讀數，如果讀數小於 10 格，應調換大一號的轉筒。
1.8 連續測定 2 次， 每次測定值與平均值之差不得超過平均值的±3%， 否則應作第三次測定。
1.9 測定完畢，取下測試容器，清洗轉筒與測試容器，並放回原處。
2.0 將調零螺絲退出，關掉電源，並填寫“儀器使用記錄” 。
注意事項
2.1 電源線必須先插入儀器後，按通電源，嚴格按照操作步驟進行使用。
2.2 儀器內零件不得隨意拆動，遊絲嚴禁拆裝。
2.3 使用前及使用後，都應將轉筒及測定器內壁洗淨擦乾，以保證儀器測量的精度。
2.4 儀器存放處應經常保持乾燥。
技術指標
1、測量範圍： 25mPa·s～1×107mPa·s （選配30號轉子測量範圍可擴大到2×107mPa·s）；
2、轉子規格： 21、27、28、29號四種轉子（可另選配30號轉子）；
3、轉子轉速： 0.1－－200r/min無級調速；
4、測量誤差： ±2%(F·S)、（選配30號轉子時±3%(F·S)）；
5、控溫範圍： 25℃～200℃；
6、控溫精度： ±0.1℃；
7、盛樣筒容積： 20ml；
8、工作電源： AC 220V±10%，50Hz；
9、環境溫度： 5℃～35℃（環境溫度應低於加熱器控制溫度約5℃）；
10、環境相對濕度： 不大於80%。
標準配置
1 NDJ-1F型旋轉粘度計機頭（裝於鋁合金箱）
2 主機底座（帶三隻水平調節螺釘）
3 帶齒立柱
4 輔助控制箱（內含溫控儀、微型印表機）
5 加熱器
6 測量轉子（21、27、28、29號）（裝於轉子盒）
7 連線鉤、過渡螺桿（裝於轉子盒）
8 電源線（250V 6A）
9 串口線
10 加熱控制線
11 感測器連線
12 盛樣筒、盛樣筒架、盛樣筒蓋、專用鉗子
13 保險絲（Φ5×20）5A
主要用途
主要用於按布洛克菲爾德粘度計旋轉法測定道路瀝青在45℃以上200℃以下溫度範圍內的表觀粘度。根據粘～溫曲線還可用來確定瀝青混合料的施工溫度。
工作原理
本儀器為旋轉式粘度計，由電機經變速帶動轉子作恆速旋轉。當轉子在某種液體 中旋轉時，液體會產生作用在轉子上的粘性力矩。液體的粘度越大，該粘性力矩也越 大；反之，液體的粘度越小，該粘性力矩也越小。該作用在轉子上的粘性力矩由感測 器檢測出來，經計算機處理後可得出被測液體的粘度。 本儀器採用微電腦技術能方便地設定量程（轉子號及轉速） ，對感測器檢測得到的 數據進行數字處理，並且在顯示屏上清晰地顯示出測量時設 定的轉子號、轉速、被測液體的粘度值及其滿量程百分比值 等內容。 本儀器有四種轉子（21、27、28、29 號）見右圖，和四 種轉速（5、10、20、50r/min） ，由此組成的各種組合，可以 測量出測定範圍內的各種液體的粘度值。
安裝方法
儀器的結構如圖 1 所示。 ⑴ ⑵ ⑻ ⑼ ⑽ ⑶ ⑷ ⑸ ⑹ ⑺ ⑾ ⑿ ⒀ ⒁ ⒂ ⑴粘度計機頭水準泡 ⑷加熱器 ⑺加熱器底座水準泡 ⑽保護套 ⒀微型印表機 ⑵粘度計機頭 ⑸主機底座 ⑻液晶顯示屏 ⑾加熱器底座 ⒁輔助控制箱 ⑶帶齒立柱 ⑹主機底座水平調節旋鈕 ⑼操作鍵盤 ⑿溫度控制儀 ⒂轉子盒 圖 1
1、檢查供電電源，應滿足本儀器工作的要求；按國家有關規定，其接地端應有可靠的接地線。
2、儀器應安裝在無腐蝕性氣體、無強電磁干擾、無振動的工作檯上。
3、將帶齒立柱旋入主機底座的螺孔之中，立柱上的齒形面面向底座的正前方，用 扳手擰緊立柱上的螺母，以防止立柱轉動(見圖 2 所示)。
4、把粘度計機頭的升降夾頭裝在立柱上(見圖 2 所示)，旋動升降旋鈕，使粘度計 機頭能上下移動。若發現升降旋鈕轉動時有過緊或過松的情況，可調節升降夾頭下底 面的緊松螺釘。在粘度計機頭移動到適當位置時，可擰緊升降夾頭後部的鎖定螺釘以 固定住粘度計機頭。 圖 2
5、旋鬆粘度計機頭下方的黃色保護帽上的緊固螺釘，取下保護帽。
6、把加熱器安置在粘度計機頭的下方，調整加熱器底座水平調節螺釘，使加熱器 底座水準泡中的水泡位於中央。
7、 調整主機底座上的三個水平調節螺釘， 使粘度計機頭上的水準泡處於中間位置。
8、連線好加熱器和溫控印表機的加熱連線（三芯） 、熱感測器和輔助控制箱的連 線 （四芯） 粘度計機頭與輔助控制箱的列印串口傳輸線， 接上電源線便可操作使用(粘 度計機頭後背面插座見圖 3 所示)。如要接 PC 機，還應將粘度計機頭與 PC 機的串口傳 輸線連好。
