流變儀（rheometer）是表征物體流變行為的實(shí)驗(yàn)裝置。對(duì)于牛頓流體，可以用應(yīng)力＝粘度×應(yīng)變速率來(lái)描述。但是現(xiàn)實(shí)中的固體存在不符合胡克定律的塑性變形，液體也全是非牛頓流體。特別對(duì)于高分子，具有粘彈性性質(zhì)，情況復(fù)雜。和測(cè)量確定情況下物體黏度的黏度計(jì)不同，流變儀可以測(cè)量不同應(yīng)力或不同應(yīng)變速率下黏度和模量的變化。流變儀一般分為兩類:剪切流變儀和拉伸流變儀。

剪切型

剪切流變儀基本原理是兩種，控制應(yīng)變速率，測(cè)量剪切應(yīng)力的變化和控制剪切應(yīng)力，測(cè)量應(yīng)變速率的變化。 根據(jù)剪切性流變儀器件的幾何形狀，可以分為以下幾類

庫(kù)艾特平板拖曳流

柱形流

管內(nèi)泊松流

平板流測(cè)量

線性剪切

線性剪切流變儀的一個(gè)例子是固特異線性皮膚流變儀，可用于測(cè)試化妝品配方，以及用于醫(yī)學(xué)研究目的以量化組織的彈性特性。

該設(shè)備的工作原理是將線性探針連接到被測(cè)組織的表面，施加受控的循環(huán)力，使用測(cè)力傳感器測(cè)量產(chǎn)生的剪切力。試樣的位移是使用線性變量微分轉(zhuǎn)化器測(cè)量的。因此，可以獲得和分析基本的應(yīng)力-應(yīng)變參數(shù)，以推導(dǎo)出被測(cè)組織的動(dòng)態(tài)彈簧剛度。

毛細(xì)管式流變儀

在 層流 條件下，液體受力通過(guò)橫截面積恒定且尺寸精確已知的管子。 流速和壓降兩個(gè)量中一個(gè)是固定值，另一個(gè)是測(cè)量值。 利用管子尺寸，流速可以被轉(zhuǎn)換為剪切速率，壓降可以轉(zhuǎn)換為剪切應(yīng)力，最終可以得到流變曲線。當(dāng)相對(duì)少量的流體可用于流變表征時(shí)，可以使用帶有嵌入式壓力傳感器的微流體流變儀來(lái)測(cè)量受控流速下的壓降。

毛細(xì)管流變儀對(duì)于表征治療性蛋白質(zhì)溶液特別有利，因?yàn)樗鼪Q定了注射的能力。

旋轉(zhuǎn)同心圓柱

液體被放置在內(nèi)圓柱和外部空心圓柱之間的圓環(huán)空隙內(nèi)。實(shí)心圓柱以設(shè)定的速度旋轉(zhuǎn)，決定了環(huán)內(nèi)液體的剪切速率。液體傾向于拖動(dòng)外面的空心圓柱體，它施加在空心圓柱體上的扭矩可以被記錄，并轉(zhuǎn)換為剪切應(yīng)力，從而得到流變曲線。該模型曾廣泛用于 石油工業(yè)，用于確定 鉆井液 的流動(dòng)特性。

錐板測(cè)量

液體被置于水平板上，測(cè)量裝置為淺錐體。平板和錐體的夾角約為1-2度。通過(guò)測(cè)量體系旋轉(zhuǎn)后的轉(zhuǎn)矩來(lái)獲得流變曲線。

拉伸流變儀

拉伸流變測(cè)量通常在需要經(jīng)受拉伸變形的材料上進(jìn)行。比如需要拉伸加工的聚合物材料，例如注塑、纖維紡絲、擠出、吹塑和涂層流。它也可能在使用過(guò)程中發(fā)生，例如粘合劑的脫粘、洗手液的泵送和液體食品的處理。

由于均勻的拉伸流較難產(chǎn)生，拉伸流變儀的發(fā)展較慢。首先，測(cè)試流體或熔體與固體界面的相互作用將導(dǎo)致剪切流分量，這會(huì)影響結(jié)果。其次，必須控制和了解所有材料元素的應(yīng)變歷史。第三，應(yīng)變速率和應(yīng)變必須足夠高，以將聚合物鏈拉伸到超出其正?；剞D(zhuǎn)半徑之外，這需要具有大變形率范圍和大行程距離的儀器。

其它類型的流變儀

聲流變儀

聲流變儀采用壓電晶體，可以輕松地將連續(xù)的伸縮波發(fā)射到流體中。通過(guò)這種非接觸式方法施加一個(gè)振蕩拉伸應(yīng)力。聲流變儀可以測(cè)量兆赫范圍內(nèi)一組頻率下對(duì)應(yīng)超聲波的聲速和衰減。聲速是衡量系統(tǒng)彈性的指標(biāo)，衰減則是粘性特性的量度，它可以轉(zhuǎn)化為粘性縱向模量。在牛頓液體的情況下，通過(guò)衰減可以求出黏度值。這種類型的流變儀的工作頻率比其他類型高得多，適用于研究應(yīng)力松弛很短的各種效果。

毛細(xì)管/收縮流

其他系統(tǒng)涉及通過(guò)孔口、從毛細(xì)管膨脹或通過(guò)真空從表面吸入柱中的液體。加壓毛細(xì)管流變儀可用于設(shè)計(jì)對(duì)流體食品的熱處理。這種儀器可以幫助防止流體食品的過(guò)度加工和加工不足，因?yàn)椴恍枰馔频礁邷亍?/span>