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流變儀的溫度控制單元該如何選擇

發(fā)布時間:2022-11-22
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流變儀現(xiàn)在發(fā)展到了一個比較成熟,同時也是很復(fù)雜的分析儀器系統(tǒng)了。由于流變儀的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣,下面我先簡要說明一下目前可選的常用四種溫控系統(tǒng),然后再就一些典型的應(yīng)用推薦相關(guān)的配置: 


第一種是廣受歡迎的半導(dǎo)體(Peltier)溫控單元。它是利用了半導(dǎo)體的一種特殊效應(yīng),通過本身溫度的升高或降低就能對平行板、錐板或同心圓筒的樣品控溫,原理簡單,控制方便,已成為研究精細化工、食品、化妝品、涂料、油墨等流變性能的首選溫控系統(tǒng)。Peltier半導(dǎo)體溫控方式的溫度上限可以到200°C,基本滿足了上述領(lǐng)域?qū)Ω邷販y試范圍的需要。其溫度的下限極限可以到達-60°C,也能滿足很多低溫測試的要求了。而且它最大的優(yōu)點是升降溫速度超快,最快可以實現(xiàn)60°C/分鐘的變溫速度,溫控的精度也能達到0.1~0.2°C。不過半導(dǎo)體溫控系統(tǒng)一定要接一個循環(huán)裝置,不管是水冷還是風(fēng)冷,用于保護溫控系統(tǒng)不要過熱燒毀。另外要實現(xiàn)零度以下的溫度測試,外接循環(huán)裝置也要具有降溫能力,這樣才能輔助Peltier系統(tǒng)降到更低的溫度。比如說要Peltier系統(tǒng)降到-40°C,那么外接循環(huán)器也要能降到-20°C。 


第二種溫控方式就是電加熱溫控系統(tǒng)。說簡單些,就是電熱毯的加熱方式,可以實現(xiàn)平行板、錐板或同心圓筒的控溫。與第一種Peltier方式相比,電加熱方式的溫度上限可以提高到400°C(平行板、錐板)或者是300°C(同心圓筒),滿足相關(guān)高分子熔體和其它高溫測試的需要。由于加熱體本身的熱慣量較大,所以一旦到達設(shè)定溫度后,溫度波動小。特別是平行板、錐板測試樣品時,不會出現(xiàn)在裝樣過程中溫度大幅波動的問題。但同時帶來的不足就是電加熱系統(tǒng)升溫速度慢,視溫度范圍的不同,升溫速度在3~5°C/分鐘不等。好在可以在電加熱溫控系統(tǒng)中接入一套液體控溫的循環(huán)器,加速降溫,同時還能實現(xiàn)一些低于室溫的實驗。 


第三種溫控方式是直接接入液體控溫循環(huán)器的方法,俗稱水浴控溫。當然循環(huán)液既可以是水,也可以是溫度范圍更寬的硅油或水/乙二醇的混合液。這種控溫系統(tǒng)的溫度范圍就依賴與所接循環(huán)器的能力了,有溫度范圍窄的,也有從-40°C ~ 150 °C的,不一而足。 


第四種溫控方式是輻射對流爐。從名字上看就是相對較新的溫控方式,你猜的沒錯,溫控范圍從-150°C 到 600°C,是溫控范圍最寬的方式。簡單說就是電吹風(fēng)+電熱毯雙系統(tǒng),配合液氮低溫系統(tǒng),是最無敵的方式,也是最昂貴的溫控方式。適用于平行板、錐板、固體扭轉(zhuǎn)(DMA功能)、熔體拉伸、紫外固化等等,也是聚合物流變學(xué)通常選的方式。 


流變儀鼓勵客戶根據(jù)自己的確實需要選配一種或幾種最適合于研究內(nèi)容和方向的溫控系統(tǒng),沒有最好的溫控,只有最合適的溫控。 


所以下面推薦不同行業(yè)的溫控選擇:


石油化工:電加熱 > Peltier > 輻射對流爐CTC > 液體控溫;


易燃易爆樣品:液體控溫(唯一的選擇,安全性第一);  


高分子:電加熱 > CTC > Peltier;


油墨、涂料、食品、化妝品、藥物流變性能研究:Peltier >液體控溫。