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1. 毛细管式粘度计(即压力传感式)
原理:利用一标准毛细管在相同条件下,液体粘度不同,流过一定体积的液体所需时间不同,粘度越大所需时间越长,粘度与时间成正比,其测量结果是同水的比粘度。
优点:1)适用于测量粘度较低的“牛顿流体”,如血浆、血清。
2)制造成本低廉。
缺点:不适用于测量“非牛顿流体”,如全血,精度及重复性难以保证,现国际、国内的全血测试中已被淘汰。
原因:血液是非粘度流体,血液的粘度随切变率的变化而改变,血液在毛细管中流动,距轴心不同半径处切变率不同,故管中各处粘度也就不同。用毛细管粘度计测量全血粘度,所得结果只是某种意义上的平均,得不出在某一特定切变率下的粘度。故用毛细管粘度计测量全血粘度是有其原则的局限性,或者可以这样理解:对牛顿流体来说,切应力与切变率之比是个常数,是个线性问题,而作为非牛顿流体的血液,粘度随切变率改变,是非线性问题,用只能解决线性问题的仪器去解决非线性问题,必然影响测试精度,产生误差。
注:毛细管粘度计的理论基础是哈根•泊素叶定律,它以流量为研究主体,来分析管径、管长、压力差和粘度之间的对应关系,不论采用了什么样的自动化,也不论采用了什么样的压力传感方式,流场是毛细管,就带来了难以克服的理论缺憾。
2. 圆筒式粘度计(即悬丝式)
原理:有两个同轴圆筒组成,圆筒间隙内放入待测液体,内筒与一个弹簧游丝(悬丝)相连,一般固定内筒不动,外筒已已知角度旋转,通过测量液体加在内筒壁上的扭力矩,换算成液体的粘度。
优点:适合测量各种流体在低切变率下的粘度。
缺点:1)制造、生产工艺陈旧、复杂、不易维修。不适合高切变率下的粘度测量,重复性受外界影响较大,工作稳定性差;
2)自动化程度低,测试速度慢,操作复杂,不适合临床应用。
原因:1)由于两筒间隙流层中切变率不均匀,导致测量结果失准。
2)此种仪器的特长是用来研究与时间相关的流变特性及低切变率下的粘度指标。而恰恰低切变率下粘度的测量时间较长,因此,该仪器不适用于大批量的临检工作。
3. 锥板式粘度计
原理:由一个圆平板和一个同轴圆锥体组成,待测量的液体放在圆锥体和圆板间隙内,一般固定圆板,圆锥体已已知角度(3°角)旋转,通过测量液体加在圆锥体上的扭力矩换算成液体的粘度。
优点:1)不仅适合测量牛顿流体,更适合测量非牛顿流体。如:全血、血浆。
2)测量精度及重复性较高。
3)检查效率高。
原因:由于间隙高度与半径成正比,速度也与半径成正比,而切变率为速度与高度之比,从而使切变率与半径无关,处处相等,使得对应于确定的转速就得到确定的切变率。该仪器能在确定的切变率下测量各种液体粘度,故适用于牛顿流体,更适用于非牛顿流体的测量。
锥板式血液粘度计的流场切变率处处均等。目前国内临床上大多数使用国产锥板式粘度计。但切变率真正达到1s-1—200 s-1的还不多。为使检测的宝贵资料有效利用,也便于国内外学术交流,应选用剪变流场均匀确定的达标仪器。其原理正确,精度较高、简捷可靠、便于清洗,这样才能适应临床医学上诊断治疗和预防病症的需要,更好的为日益发展的保健医学和老年医学及广大人民群众的健康服务。 |
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