CR系列毛細管流變儀

一、 概述 

1.1產(chǎn)品特點 

CR系列毛細管流變儀是采用大規(guī)模集成電路，具有數(shù)字化、智能化、高可靠性能的新型材料試驗儀器。本機綜合國內(nèi)外同類機型的優(yōu)點，采用高穩(wěn)定性負荷、位移測量儀和*的日本富士數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)。在WINDOWS平臺下采用*的計算機處理軟件—自動調(diào)零、可以手動感應(yīng)控制及自動控速、對數(shù)據(jù)自動處理、動態(tài)曲線分析(可動態(tài)放大縮小)、彩色圖形顯示，預(yù)覽打印輸出試驗結(jié)果，并對所做試驗數(shù)據(jù)進行存盤處理，可存Word、Excel格式數(shù)據(jù)。

1.2適用范圍 

本機可以對高分子材料進行流變試驗，符合標準GB/T25278-2010（用毛細管和狹縫口模測定塑料的流動性），適用于科研、教學(xué)。出廠產(chǎn)品均經(jīng)國家計量局鑒定，達到國家計量標準。

1.3使用環(huán)境條件 

1.3.1場所 

適宜：沒有陽光直射的地方        適宜：放在水平位置,沒有震動,沖擊的地方

適宜：維持適當?shù)臏囟?/span>(5～35℃)    適宜：灰塵少,濕度在60%以下的地方

1.3.2電源 

標準電源是 AC 220V/60Hz

首先確認使用的電源線符合你所使用的地區(qū)標準，

準確插好電源插頭，

注意電源線不能擠壓或者折疊

1.3.3接地 

考慮到產(chǎn)品功能及避免發(fā)生危險，務(wù)必接地線路

請勿與煤氣管、水管、電話專用接地接線

二、 結(jié)構(gòu)特征與工作原理 

2.1總體結(jié)構(gòu)及其工作原理

圖1主機結(jié)構(gòu)圖

如圖1所示，主機由框架，升降桿，高溫爐，控制系統(tǒng)等部分組成。 工作時，傳動系統(tǒng)帶動升降桿向下運動，帶動壓料桿對高分子材料施加壓力，從口模擠出。

熔體壓力傳感器為可拆卸部位,根據(jù)試驗方法選擇是否進行安裝,使用過程中應(yīng)注意:

（1） 在選擇升溫恒壓試驗方法時不可安裝熔體壓力傳感器。

（2） 熔體壓力傳感器需進行熱拆卸，即必須在用過材料的最高溫度進行拆卸和安裝，以避免損壞傳感器。

（3） 在使用熔體壓力傳感器進行試驗時，必須保證材料*融化后才能開始試驗，避免損壞傳感器。

（4） 熔體壓力傳感器不可用硬物清理，防止損壞傳感器。

2.2系統(tǒng)工作原理 

2.2.1結(jié)構(gòu)原理 

如圖2所示為爐體結(jié)構(gòu)原理圖，爐體由爐體、料筒、加熱圈、絕熱層、口模等部分組成，試驗時，試驗材料放入爐體中，升溫到預(yù)定溫度，壓料桿向下運動，試樣通過口模擠出，計算機系統(tǒng)通過計算得出試驗結(jié)果。

圖2爐體結(jié)構(gòu)原理圖

三、 主要技術(shù)特性及配置 

3.1技術(shù)參數(shù) 

1．最大壓力： 50Mpa

2．測量精度： ±0.25Mpa

3．橫梁移動速度 0.001～500mm/min

4．速度控制精度： ±0.5﹪

5．位移測量精度： ±0.5﹪

6．溫度范圍： 20～400℃

7．溫度分辨率： 0.1℃

8．溫度控制精度： ±0.5℃

3.2主要配置 

1．硬件組成：

（1）主機： 下底臺、滾珠絲杠、塞頭、出料口、限位裝置、清料工具；

（2）速度控制系統(tǒng)： 進口電機、伺服調(diào)速控制器；

（3）計算機控制系統(tǒng)；

（4）壓力傳感器 1個；

（5）壓強傳感器1個；

（6）爐體與控溫系統(tǒng) 一套；

2．軟件組成： 操作環(huán)境: WINDOWS 10、VS控制系統(tǒng)應(yīng)用軟件流變儀.exe

四、 安裝與調(diào)整 

4.1設(shè)備基礎(chǔ)、安裝條件及安裝的技術(shù)要求 

主機應(yīng)該安裝在平整的、長時間不發(fā)生變形、不發(fā)生傾斜的地面，室內(nèi)通風(fēng)環(huán)境好、清潔無灰塵、避免陽光直射的試驗室、廠房等地方。 配備220V標準電源。

4.2安裝程序、方法及注意事項 

1. 除去機器的外包裝及保護材料，將機器安置在平穩(wěn)的水泥臺面上。

2. 調(diào)整主機四個地腳，使機器處于水平狀態(tài)。

3. 將各電纜線連接好。

4. 開機預(yù)熱，檢測計算機工作是否正常。

五、 使用、操作 

5.1使用前的準備工作 

1. 根據(jù)所試驗的材料，選擇相應(yīng)的試驗方法，試驗溫度。

2. 將需要的口模裝入爐體并將其鎖緊。

3. 將所需試驗的試樣稱量好并做好預(yù)處理。

5.2主機面板和軟件界面功能概述 

5.2.1主機面板操作說明 

主機面板上的按鈕開關(guān)，用來啟動設(shè)備，當有意外發(fā)生時，可按下急停開關(guān)，停止電機轉(zhuǎn)動，防止破壞傳感器及主體結(jié)構(gòu)。

5.2.2應(yīng)用軟件使用方法

1. 打開計算機電源開關(guān)，進入WINDOWS10界面，雙擊流變儀圖標，進入啟動頁面（如圖3所示）。

圖3啟動頁面

2. 點擊，進入登陸界面（如圖4所示）。如果退出則點擊返回計算機桌面。

圖4  登陸界面

3. 選擇用戶名，輸入密碼，點擊“登錄"進入試驗參數(shù)設(shè)置界面（如圖5所示），如果初次使用請點擊“注冊"輸入新的用戶名和密碼注冊后再登錄。選擇不同的試驗方法所對應(yīng)的“試驗條件設(shè)置"區(qū)有所不同。

圖5試驗參數(shù)設(shè)置界面（恒剪切速率試驗）

4. 在“信息輸入?yún)^(qū)" 根據(jù)實際情況輸入信息，其中試驗代碼為每次試驗數(shù)據(jù)存儲名稱，如不填寫則默認以時間為數(shù)據(jù)存儲名稱。

5. 在“試驗條件設(shè)置" 區(qū)域選擇試驗方法并設(shè)置相應(yīng)的試驗參數(shù)，長徑比試驗時安裝的口膜長度與直徑的比值，根據(jù)實際使用選擇；溫度設(shè)置為試驗溫度，根據(jù)實際試驗要求設(shè)置。

(1) 恒剪切速率試驗：

① 加載速度：試驗時壓桿向下的速度。

② 剪切速率：和加載速度意思相同，單位不同。

(2) 恒剪切應(yīng)力試驗：

圖6試驗條件設(shè)置（恒剪切應(yīng)力試驗）

① 保持壓力：需要保持的壓力。

② 恒壓時間：試驗時間。

③ 采樣間隔：數(shù)據(jù)采集間隔時間

④ P為比例系數(shù)、I為積分系數(shù)。

(3) 升溫速率試驗：

圖6試驗條件設(shè)置（升溫速率試驗）

① 壓力保護：當試驗時達到設(shè)定值時自動停止試驗。

② 加載速度：試驗時壓桿向下的速度。

③ 剪切速率：和加載速度意思相同，單位不同

④ 升溫速率：每分鐘升高溫度數(shù)。

⑤ 終止溫度：試驗的最高溫度。

(4) 升溫恒壓試驗：

圖7試驗條件設(shè)置（升溫恒壓試驗）

① 保持壓力：需要保持的壓力。

② P為比例系數(shù)、I為積分系數(shù)。

③ 升溫速率：每分鐘升高溫度數(shù)。

④ 終止溫度：試驗的最高溫度。

(5) 階梯剪切速率試驗

圖8試驗條件設(shè)置（階梯剪切速率試驗）

① 加載速度：試驗時壓桿向下移動的速度，階段一至六是指六段不同的速度，需要幾段設(shè)置幾段即可。

② 剪切速率：和加載速度意思相同，單位不同。

6.  點擊“系統(tǒng)" 區(qū)的“采樣設(shè)置"按鈕可進入采樣條件設(shè)置界面（如圖9所示），此功能為可選功能，如需使用在選擇框中點擊√后，參數(shù)變?yōu)榭稍O(shè)置狀態(tài)，設(shè)置后點擊“參數(shù)保存"按鈕該功能生效。如不使用，需使用試驗界面的“手動采集"進行數(shù)據(jù)采集。

圖9自動采樣條件設(shè)置界面

7. 點擊“系統(tǒng)" 區(qū)的“系統(tǒng)設(shè)置"按鈕可進入系統(tǒng)設(shè)置界面，點擊相應(yīng)的按鈕進入相應(yīng)的設(shè)置，可進行設(shè)置。

（1） 在“長徑比"、“常用溫度"、“常用壓力"設(shè)置中，可以添加對應(yīng)的常用參數(shù)，以便于在“試驗條件設(shè)置"里的下拉列表中進行選擇。以“長徑比"為例（如圖10所示），在新增長徑比框中輸入常使用的數(shù)據(jù),點擊添加按鈕,該數(shù)據(jù)將會填入現(xiàn)有長徑比框內(nèi),如需刪除已添加數(shù)據(jù),只需選中該數(shù)據(jù),點擊刪除按鈕即可。點擊返回，返回試驗參數(shù)設(shè)置界面。

圖10系統(tǒng)設(shè)置—長徑比

（2） 串口用于軟硬件通訊，可以在設(shè)備管理器中查看，進行選擇。點擊返回，返回試驗參數(shù)設(shè)置界面。

圖11系統(tǒng)設(shè)置—串口設(shè)置

（3） 點擊“密碼更改"按鈕進入密碼更改頁面，可對用戶密碼和管理員密碼進行更改。點擊返回，返回試驗參數(shù)設(shè)置界面。

圖12系統(tǒng)設(shè)置—密碼設(shè)置

（4） “系統(tǒng)硬件"、 “壓強標定"、“壓力標定"、“溫度標定"為出廠已填數(shù)據(jù)，請不要擅自更改，如有異議，或需要更改請與我公司聯(lián)系，確認后再進行更改。以免由于數(shù)據(jù)填寫有誤造成數(shù)據(jù)結(jié)果錯誤，或設(shè)備損壞。

（5） 點擊“通道選擇"按鈕進入通道選擇界面，可選擇壓力通道或壓強通道，點擊保存該選擇生效。點擊返回，返回試驗參數(shù)設(shè)置界面。

圖13系統(tǒng)設(shè)置—通道選擇

8. 在試驗參數(shù)設(shè)置界面點擊“進入試驗"按鈕進入流變儀試驗界面（如圖14所示）。

圖14流變儀試驗界面

9. 電機“手動控制"區(qū)“電機啟動"按鈕“監(jiān)控窗口"開始顯示料筒溫度、口模壓強、加載壓力等參數(shù)。 “手動操作"區(qū)按鈕轉(zhuǎn)變?yōu)榭刹僮鳡顟B(tài)。此時可設(shè)置移動速度并通過 “上行卸載"、“下行加載"按鈕對壓料桿的位置進行調(diào)整。

10. 調(diào)整結(jié)束后點擊“電機停止"按鈕，停止手動控制，“試驗操作"區(qū)變?yōu)榭刹僮鳡顟B(tài)。

11. 點擊“試驗操作"區(qū)“清零"按鈕可使加載壓力、口模壓強顯示值歸零，同時按鈕定義切換為“取消"，點擊“取消" 可以顯示現(xiàn)階段實際數(shù)值。

12. “試驗過程提示"區(qū)為試驗現(xiàn)階段應(yīng)進行的操作提示，可根據(jù)提示進行下一步操作。

13. “時間窗口"區(qū)可對試驗運行時間進行顯示及預(yù)熱時間進行設(shè)置，待料筒溫度穩(wěn)定加料操作結(jié)束后點擊“試驗開始"后，開始記錄試驗運行時間，同時預(yù)熱時間開始進入倒計時狀態(tài)，預(yù)熱結(jié)束后“試驗曲線"區(qū)開始繪制試驗曲線。

14. 如不設(shè)置預(yù)熱試驗，可在料筒內(nèi)的料*融化后，直接點擊“試驗開始"按鈕進行試驗，“試驗曲線"區(qū)開始繪制試驗曲線。

15. 試驗開始后，如已勾選自動采集功能，會自動采集試驗數(shù)據(jù)，結(jié)束試驗；如未勾選自動采集功能,需要進行手動采集數(shù)據(jù)結(jié)束試驗。試驗結(jié)束會彈出保存提示，點擊“保存"將保存本次試驗數(shù)據(jù)。

① 在恒剪切速率試驗中勾選自動采集，當達到采集起點并符合超頻幅值，以設(shè)定判斷頻率采集達到有效次數(shù)試驗停止；如未勾選自動采集，點擊“手動采集"進行數(shù)據(jù)采集并結(jié)束試驗。

② 恒剪切應(yīng)力試驗中勾選自動采集，當達到設(shè)定恒壓時間試驗停止；如未勾選自動采集，點擊“手動采集"進行數(shù)據(jù)采集并結(jié)束試驗。

③ 在升溫速率試驗、升溫恒壓試驗中勾選自動采集，待溫度達到設(shè)定終止溫度時試驗停止；如未勾選自動采集，可隨時點擊“手動采集" 進行數(shù)據(jù)采集并結(jié)束試驗。

④ 階梯剪切速率試驗中勾選自動采集，當達到采集起點并符合超頻幅值，以設(shè)定判斷頻率采集達到有效次數(shù)，會自動進入下一試驗階段，直至采集完最后一段數(shù)據(jù)試驗停止；如未勾選自動采集，點擊“手動采集"采集本段數(shù)據(jù)并進入下一試驗階段，直至最后一階段點擊“手動采集" 進行數(shù)據(jù)采集并結(jié)束試驗。

16. “試驗停止"按鈕可結(jié)束當前試驗，但不采集試驗數(shù)據(jù)。

17. 點擊“系統(tǒng)按鈕"區(qū)域“曲線選擇"按鈕進入試驗曲線設(shè)置界面，可選擇不同試驗曲線及啟動雙坐標，點擊“確定"設(shè)置生效，并返回試驗界面，點擊“取消"直接回到試驗界面。

圖14試驗曲線選擇界面

18. 點擊“系統(tǒng)按鈕"區(qū)域“查詢記錄"按鈕進入查詢記錄界面，如圖15所示。

圖15查詢記錄界面

① 點擊“查詢歷史"可查詢歷史試驗記錄。

② 點擊“曲線結(jié)果"為對應(yīng)記錄的曲線，如圖16所示。

圖16 曲線結(jié)果

③ 點擊“生成報告"可將數(shù)據(jù)及曲線形成Word文件，即試驗報告（如圖17所示）

圖17試驗報告

④ 點擊“生成EXCEL"按鈕，可將試驗曲線上的各點數(shù)據(jù)以表格的形式呈現(xiàn)，方便數(shù)據(jù)查找與分析。

⑤ 點擊“返回"按鈕，回到試驗界面。

19. 點擊“系統(tǒng)按鈕"區(qū)域“試驗設(shè)置"按鈕進入試驗參數(shù)設(shè)置界面。

20. 點擊“系統(tǒng)按鈕"區(qū)域“退出系統(tǒng)"按鈕可退出試驗系統(tǒng)。

5.3試驗操作步聚及注意事項 

5.3.1試驗儀器的清潔

  試驗前，確保料筒、柱塞、和毛細管口模上無粘附物，目視檢查其清潔度。 如果用溶劑清洗，確保其對料筒、柱塞或毛細管口模不會造成可影響試驗結(jié)果的污染。

5.3.2試驗溫度的選擇 

為給比對或建模提供數(shù)據(jù)，推薦獲取三個溫度下的數(shù)據(jù)，對任一給定類型的材料，所用溫度之一最好與適當?shù)牟牧厦蛞?guī)范標準中用于熔體流動速率試驗中的規(guī)定相一致。其它兩個溫度建議采用20℃的溫度間隔。另兩個溫度均可高于或低于熔體流動速率試驗所使用的推薦溫度，或者一個高于一個低于。而根據(jù)材料牌號和所要求數(shù)據(jù)的實際應(yīng)用，可以且最好使用其它溫度。 下表給出了幾種材料的典型試驗溫度，僅作為參考。最有用的數(shù)據(jù)通常在材料的加工溫度下獲得，所用的剪切應(yīng)力和剪切速率也應(yīng)盡量接近實際加工過程。

常用材料的典型試驗溫度

5.3.3試樣的準備 

在熔體流動性受殘留單體量、氣體含量和（或）濕度等影響的情況下，依照參考標準和（或）相關(guān)材料標準進行預(yù)處理或狀態(tài)調(diào)節(jié)。 注：可能的特殊要求的材料，如聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二酯和聚碳酸酯。 適用時，對口模施加最終扭矩之前，讓各部件在試驗溫度下達到熱平衡，之后開始裝料。 將樣品少量分次加入料筒，立即用柱塞壓實以防止帶入空氣。裝料至離料筒頂部約12.5mm，并在2min內(nèi)完成。

5.3.4預(yù)熱 

加料后立即開始預(yù)熱計時，在恒壓下擠出少部分筒料（方法1），或在恒流動速率下擠出至有明顯壓力或負荷（方法2），然后停止擠出或流動。除非相關(guān)標準另有規(guī)定，至少預(yù)熱5min。檢查預(yù)熱時間能否使整筒試樣充分達到熱平衡，在恒定的試驗條件下，對每種材料確保增加時間測量值（體積流動速率或試驗壓力）變化不超過±5﹪；或者將溫度計插到料筒內(nèi)的試樣中，在規(guī)定的預(yù)熱時間內(nèi)，確保試樣的溫度不超過表2規(guī)定的與距離相關(guān)的允差范圍。然后擠出少量試樣，停止柱塞移動，1min后進行測量。

5.3.5最大允許試驗時間的測定 

為了檢驗降解或其他作用不影響測量，在同一料筒的試驗臨近結(jié)束時，采用與試驗開始相同的試驗條件進行一次重復(fù)測量。比較起始與最終的結(jié)果，數(shù)值不同則表示降解或其他作用對測試結(jié)果有影響。 或者對每個試樣的試驗溫度，在實際試驗前，使用幾個不同的預(yù)熱時間通過試驗測定把材料裝入料筒后算起的整個時間作為最大允許的試驗周期。包括在恒定的試驗條件下數(shù)值（體積流動速率或試驗壓力）變化不超過±5﹪。 如果在一次試驗的最大允許的試驗時間內(nèi)不可能獲得所要求的試驗壓力或體積流動速率的全部數(shù)據(jù)，用同種樣品裝幾次料來分段測量。 （注：對不穩(wěn)定材料，為減少測量變化的影響，建議采用剪切速度（或流動速率）由高到低的減速試驗，試樣的壓緊程度也可影響其穩(wěn)定性。） 

5.3.6擠出脹大的測量 

擠出樣條直徑用測微計測量，為使重力影響最小，按以下步聚操作：

① 盡可能靠近口模，切下毛細管口模上粘連的擠出物。

② 擠出一段不超過5cm的料條并切下，在起始端做標記。

③ 當切下一定長度的擠出料條時，用鑷子夾住，讓其懸在空氣中充分冷卻到室溫 。

④ 測量樣條上靠近標記端的直徑（避開因切除和作標記有變形的區(qū)域）。

六、 故障分析與排除

七、 保養(yǎng)、維修 

1、在系統(tǒng)安裝時，把有關(guān)電源線，打印線,電纜線固定好，不準帶電插拔。

2、使用完后，要關(guān)掉系統(tǒng)各部分電源，最后關(guān)閉總電源。

3、試驗機電源必須為相對穩(wěn)定的穩(wěn)壓電源，在220V±10％范圍內(nèi)，否則易燒毀控制系統(tǒng)器件。

4、該儀器需安置在專用試驗室內(nèi)，該試驗室應(yīng)整潔、干燥、無腐蝕性介質(zhì)及電磁場。由專人操作管理，非相關(guān)人員不要隨意操作。

5、試驗過程中，不要把身體置于移動橫梁之下。

6、該儀器不允許頻繁啟動，不允許超負荷使用。

7、如儀器出現(xiàn)飛車現(xiàn)象時，應(yīng)迅速關(guān)閉總電源，并及時與廠家聯(lián)系，不允許擅自開箱，拆卸。

8、試驗完畢后，將移動橫梁移到滾珠絲杠中間位置。

9、儀器放置的操作臺最好是水泥臺面，以免產(chǎn)生共振。

10、傳感器安裝時應(yīng)小心輕放，切勿撞擊。