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3713 超高溫高壓流變儀是一款同軸圓筒型流變儀，用于測量高溫高壓下的液體流變性，可滿足油田和地熱鉆井的鉆井液測試需求，也可以應用于許多其它領域。儀器的參數設定、數據采集、報告輸出和故障報警等功能可全部在工控機軟件界面上完成，用戶可定義自動測試流程實現全自動測試。
儀器的指標參數如下：
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儀器類型 |
同軸圓筒型流變儀 |
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轉速范圍 |
0~1000 轉/分鐘 |
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溫度范圍 |
-10℃~320℃ |
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最大壓力 |
220 MPa |
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粘度范圍 |
0 ~300厘泊（在300轉/分鐘下） |
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電源 |
220 VAC |
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最大功率 |
2 kW |
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儀器尺寸 |
150cm*70cm*160cm |
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儀器重量 |
200 kg |
使用超高溫高壓流變儀對樣品進行流變性測試時，樣品裝載在測試腔內，測試腔放置在測試井中。加熱時，包裹著測試井的加熱套通電，使加熱套快速升溫，從而對測試腔產生熱輻射使樣品升溫。儀器通過兩個溫度傳感器分別測量加熱套溫度以及測試腔中心的樣品溫度，依靠控制加熱套溫度來間接控制樣品溫度，用戶只需給出想讓樣品達到的目標溫度，儀器軟件會自動完成對樣品的溫度控制。加熱套溫度超過400℃時儀器將會開啟過熱保護，過熱保護狀態下加熱套不會工作，以此確保儀器的安全性。由于測試腔使用了耐高溫耐壓材料，對樣品加熱時會出現一定的溫度滯后現象，加熱套升溫后需要需要一定時間才能將熱量傳遞給樣品，轉子轉動時能加快熱平衡的過程。
樣品的降溫是通過在測試井壁與測試腔的間隙中通空氣或水來實現的，空氣或水通過測試井底部中央的排水口排出。對樣品進行降溫時，儀器軟件會根據當前樣品溫度選擇通氣還是通水，用戶可以設置使用水冷的樣品溫度范圍。
要對樣品進行低溫測試時，需將儀器外接冷凝器，冷凝液在測試井壁與測試腔的間隙中循環，以使樣品逐漸降至低溫。
1.2 剪率控制本儀器的轉子轉動采用磁力驅動方式，一個強力的稀土永久磁鐵被附在轉子底部，通過磁力與測試井外的環形磁鐵鎖住，環形磁鐵由伺服電機驅動旋轉。電機轉速由內置傳感器反饋到控制系統，實現精確控制。轉子轉速可以在0到1000rpm之間任意調節，也可分別固定在600、300、200、100、3rpm，其對應的剪率分別為1021，511，340，172和5.1s-1。
1.3 壓力控制實驗壓力由一個氣動液壓泵提供，該泵由氣門閥控制，活塞泵液，氣液輸入輸出壓力比為1:440。泵壓由SMC電控閥控制，能實現很小的過沖，然后再由回壓閥和一個連接壓力傳感器的精密控制器來控制。泄壓時，壓力釋放通過一個耐高壓的、氣動的、非旋轉的可由螺線管操作的閥門來釋放，氣體控制閥和泄壓閥由氣壓控制并受監測閥保護，使得壓力不會失控或漏氣。同時具備一個耐壓35000 PSI的可更換爆破片作為附加保險措施。
壓力液儲存在入油瓶中，壓力管線排出的液體將被回收到出油瓶中。壓力液必須是非懸浮的，懸浮液可能腐蝕泵并導致失靈。下面為可用的壓力液列表：
1.水 4.乳劑；油水混合物
2.溶解油 5.乙二醇
3.石油（液壓油） 6.聚乙二醇或有關的醚-二醇類化合物
第2章 注意事項
本儀器禁止用于測試含有赤鐵礦、鈦鐵礦、碳酸鐵或含有磁性亞鐵成分的混合物、溶液、懸浮液和試劑的樣品。
2.1 安全風險由于儀器工作涉及高溫高壓，不當操作將可能導致人員嚴重傷害甚至死亡，務必在確保安全的前提下操作儀器。以下是操作儀器時需要注意的風險以及防范措施。
2.1.1 壓力泄露風險儀器工作在高壓狀態時若出現壓力泄露可能對人員造成傷害。因此，在壓力釋放至零前不要亂動所有壓力管線連接處，保持測試倉門關閉以確保安全。
盛有水基液體的測試腔具有較大的危險性，在試驗一種新液體之前，應確保其與接觸的金屬結構相兼容，測試腔被腐蝕后產生小坑會降低其安全性。
2.1.2 高溫風險儀器工作在高溫狀態時可能會對人員造成燙傷，保持測試倉門關閉能防止操作者與高溫部分的意外接觸。對測試腔高溫加熱后，最好等到樣品溫度冷卻到40℃以下后再卸除壓力和打開倉門。在樣品沒有完全冷卻前就卸掉壓力可能會噴出蒸汽而導致傷害。
使用水冷降溫時，冷卻用水會覆蓋測試腔表面并從測試井排水口排出，如果在測試腔溫度很高時使用水冷，將會產生大量水蒸氣，可能逸出測試倉而引發危險。因此，水冷溫度上限不應太高，盡量設置在120℃以下。
被測試的樣品和泵里用的壓力液有可能是易燃的，萬一密封不好，這些可燃液體可能會濺到測試倉內的熱表面而導致起火，儀器附近必須備有合適的滅火器材，且操作人員必須會使用它們。
2.1.3 其他風險儀器外殼及測試倉的作用是為了讓操作者避開高溫、高壓、帶電、高速旋轉以及其它危險，除非正在維修，否則不應被拆卸。
被加熱至高溫后的樣品可能產生能被人體吸入的污染物，測試此類樣品時應佩戴口罩并妥善控制污染。
2.2 實驗設計原則合理的實驗設計可以避免重復實驗，減少實驗時間。以下是設計實驗時應該遵守的原則。
2.2.1 選擇合適的壓力液謹慎選擇合適的壓力液將避免錯誤的實驗結果出現，選擇壓力液有兩個原則：
l 壓力液應是非懸浮的且膠凝性很小。懸浮液會侵蝕密封表面而損壞泵入和排通系統，如果液體在彈簧組合周圍產生膠凝將導致不精確的測試結果；
l 壓力液密度必須低于樣品密度且二者不浸潤，這樣才能懸浮于樣品表面而不混合，另外，最好使用高閃點低毒性的液體。用戶可以做一個實驗來確定加壓液是否適合實驗樣品：正常測試后，在拆開測試腔前，小心地從測試腔的樣品端口吸取少量的樣品，然后分析該樣品受污染的程度。當測試腔的底部被拆下后，絕大多數情況下樣品會受到壓力液的污染。
2.2.2 在溫度變化過程中記錄數據由于測試腔存在溫度滯后現象，樣品溫度在接近目標溫度時變化將非常緩慢，要想使樣品溫度穩定到一個確定值需要很長時間。若想獲得樣品在特定待測溫度的粘度數據，加熱時可以將目標溫度設定到略高于待測溫度的一個數值，在樣品的升溫過程中選取樣品溫度正好達到待測溫度時的粘度數據，這樣會提高實驗的效率。若使用自動測試，可以通過調整容限的方式獲得特定樣品溫度的數據，詳細方法見本說明書第4.2.4節“自動測試”。
第3章實驗準備工作
3.1 測試腔的準備
測試腔可拆分為三個部分：測試腔蓋、測試腔上部、測試腔下部。在加入樣品進行粘度測試實驗之前，要確保測試腔清潔并完成測試腔的機械調零。
3.1.1 拆卸和清潔測試腔
測試腔中的轉子、浮子、浮子軸、隔板以及測試腔下部內壁將會接觸樣品，因此必須保證這些部位的清潔以避免污染樣品。
實驗前將測試腔放置到測試腔支架上進行拆卸（用定位銷將測試腔固定在支架上），先使用布帶扳手套緊測試腔蓋，逆時針擰松后，用手擰下測試腔蓋后放置在平穩的陶瓷托盤中。
使用布帶扳手套緊測試腔下部，順時針擰松后改用雙手擰（一只手用力托住，另一只手握緊后擰），擰下測試腔下部后放置在托盤中。
抓緊浮子，把浮子和浮子軸從扭力彈簧組合上順時針擰下來，再把浮子與軸分開。如果浮子先與浮子軸分離，在浮子軸的孔里插入一根小棒把軸卸下。
在隔板的孔里插入小棒順時針旋轉卸下隔板。
取出測試腔下部內的密封圈和金屬墊圈后放置，把測試腔下部內的殘留物倒掉，倒時用手指卡住轉子不讓它掉下來。之后用手指將轉子取出放置。
將測試腔轉子、浮子、浮子軸、隔板以及測試腔下部內壁清洗后擦干，建議使用超聲波清洗機。
3.1.2 測試腔機械調零
測試腔的機械零點是在測試腔中沒有樣品時扭力磁鐵的角度，這個角度由調零套和扭力磁鐵的旋轉位置決定，這兩個部件在測試腔上部，被測試腔蓋蓋住。
確保測試腔轉子、浮子、浮子軸、隔板以及測試腔下部內壁清潔后，按照與上一節相反的步驟將各部件歸位（隔板必須用適當力擰緊，否則可能會在實驗時脫落），之后將測試腔下部重新與測試腔上部連接并擰緊。將不帶蓋的測試腔放入測試井中，擰緊位置固定套，使測試腔處于正常測試時的位置。 用非磁、非鐵的工具（一個普通的木鉛筆即可）按逆時針方向輕輕撥動扭力磁鐵直到轉不動為止，注意磁鐵轉過的角度，必須有1-3度的轉動，如果不是這樣，用內六角扳手擰松調零套下方的固定螺絲，根據需要轉動調零套然后上緊固定螺絲，重復調整至扭力磁鐵滿足上述條件。
慢慢地關上測試倉門并用鎖銷鎖上，觀察超高溫高壓流變儀軟件數值頁面上的傳感器角度數值，如果小于5度則點擊軟件界面上的“設為零點”按鈕將當前角度設定為零點。如果角度大于5度，則需調整扭力磁鐵位置，打開測試倉門，松開樞軸蓋的固定螺絲至少２圈后拆下樞軸蓋，露出扭力磁鐵。
擰松扭力磁鐵的固定螺絲，逆時針旋轉扭力磁鐵以修正過多的正偏移，順時針旋轉修正負偏移或超過320度的角度，注意保持扭力磁鐵底部與彈簧之間的間距，應該為1毫米或更大，調整后擰緊扭力磁鐵的固定螺絲。重復調整直至關閉倉門后傳感器角度讀數小于5度。
打開倉門將樞軸蓋重新安在扭力磁鐵上，確保樞軸蓋上的十字彈簧片沒有接觸到磁鐵，擰緊或擰松彈簧片上的固定螺絲使磁鐵恰好被固定到正中位置，拿一個非磁的金屬絲或小棒推動上部的磁鐵，確認扭力磁鐵能流暢轉動。若磁鐵能流暢轉動，擰緊樞軸蓋固定螺絲。關閉倉門觀察軟件數值頁面，若穩定后的傳感器角度小于5度則點擊“設為零點”按鈕。
最后將測試腔蓋裝回并擰緊，測試腔機械調零完成。
3.1.3 加入樣品
使用布帶扳手套緊測試腔下部，順時針擰松后改用雙手擰（一只手用力托住，另一只手握緊后擰），擰下測試腔下部后放置。取出并檢查密封圈和金屬墊圈（如果有），若密封圈沒有嚴重變形或出現破損則可以繼續使用，否則將其更換，確認密封圈可以使用后將其放回測試腔，然后放回金屬墊圈（平面朝上）。
確認轉子在測試腔中且可以自由轉動。將140ml樣品加入到測試腔下部，液面大約在轉子轉筒頂部邊緣，注意不要沾到測試腔的螺絲或密封件。將測試腔下部與測試腔上部重新連接并用布帶扳手擰緊。若沒有擰到位置就感到有阻力，可能是密封圈或金屬墊圈滑出或是扭力組合塞住，旋下測試腔下部，檢查金屬墊圈、密封圈、隔板和浮子的位置。
將測試腔上部樣品端口的端口帽擰下，拔出塞子，如果塞子上沒有密封圈或密封圈損壞，就更換密封圈。用注射器在樣品端口注入15ml樣品，使樣品液面剛好位于樣品端口下面而不會溢出。這一步驟很重要，如果液面太高，將使位于測試腔上部扭力彈簧處的壓力液被污染，若液面太低，則壓力液可能會污染樣品。樣品注入完畢后將塞子塞回端口并擰緊端口帽。
如果扭力彈簧組合底座沒有密封圈或密封圈損壞，則安裝一個新的密封圈，并將金屬墊圈平面向上壓在密封圈上。
最后將測試腔蓋安回測試腔上部并用布帶扳手擰緊，測試腔準備完畢。
3.2 儀器準備
檢查測試倉上兩個壓力接口的密封圈，根據需要予以更換。檢查測試井，確保測試井內壁干凈干燥，底部的排水口不被堵塞。壓力接口和測試井檢查完畢后將測試腔放入測試井，連接測試腔和壓力接口并擰緊。慢慢關上測試倉門，把門上的小棒往下插到底，把門鎖上。
檢查儀器的“氣入”接口是否與空壓機管路正確連接。檢查壓力液儲液瓶，及時填充入油瓶、清空出油瓶，壓力液盡量不要重復使用，否則可能會污染、損壞壓力泵或其它部分。如需使用水冷，就將儀器的“水入”接口正確連接至入水管，將儀器的“水出”接口正確連接至排水管。如需使用冷凝器以進行低溫實驗，就將儀器的“冷凝器入”接口正確連接至冷凝器出油口，儀器“冷凝器出”接口正確連接至冷凝器入油口。
確認儀器供電正常、急停按鈕彈起后，按下開關啟動工控機，儀器準備完畢。
超高溫高壓流變儀工控機上配置了專用的控制軟件，軟件基于美國NI公司Labview平臺開發，運行于Windows操作系統，實現對儀器的智能控制。軟件的功能包括：
l 設定測試的目標溫度，壓力以及轉子轉速；
l 通過圖表和數值兩種形式顯示測試數據并根據需要保存數據；
l 定義自動測試流程并運行，自動記錄測試結果；
l 完成流變儀的溫度、壓力以及粘度校準；
l 監視儀器狀態，自動報警并執行保護措施；
4.1軟件界面說明
圖4-1為軟件主界面，界面上方的狀態、參數區中包括狀態指示燈、“停止”按鈕以及參數輸入框：狀態指示燈顯示了儀器的當前工作狀態；用戶在參數輸入框中輸入數值來設定轉速、壓力以及溫度，按下回車或用鼠標點擊輸入框以外區域后參數生效；按下“停止”按鈕時，儀器的設定轉速和溫度將被歸零（壓力保持不變），之后軟件自動關閉。功能選項卡被劃分為圖表、數值、自動測試、設置、校準五個頁面，單擊文字可切換至對應頁面，下面對各個頁面實現的功能以及操作進行詳細介紹。
圖4-1 軟件主界面
4.1.1圖表
圖4-2為圖表頁面，圖表頁面以曲線圖形式展現各項測試數據的變化趨勢。頁面左側上方為圖例區，用戶可通過復選框選擇圖表中要顯示的數據，每項數據圖例右側的數值是游標所在位置的即時數值，鼠標右鍵單擊圖例后彈出的菜單中可修改曲線的樣式和顏色。頁面右側為圖表區，圖表橫軸為軟件啟動后經過的時間，縱軸包括壓力、轉速、粘度、溫度四種數值，圖表中的豎直紅色虛線為游標線，圖例區中的數值以游標線所在的時間點為準。
圖4-2 圖表頁面
頁面左側下方為圖表控制區，顯示了軟件的已運行時間及游標線所在位置的時刻，圖表范圍輸入框可以設置圖表顯示的時間跨度，單位為分鐘。單擊“清空圖表數據”按鈕在彈出的對話框中點擊“確認”會將圖表數據全部清空，單擊“導出圖表數據”按鈕后會提示用戶選擇或創建一個表格文件來保存圖表中的數據。
用戶可以通過點擊“游標更新”按鈕來選擇是否更新游標線，當“游標更新”按鈕打開時，游標線會隨圖表一同更新并保持在圖表最右側；當“游標更新”按鈕關閉時，圖表的顯示范圍將停止自動更新，游標線保持在圖表中間位置并且可以被拖動，圖4-3為游標更新未啟動時的圖表，通過拖動游標線可以將圖表顯示范圍移動到想要觀察的時間段。
圖4-3 游標更新未啟動時的圖表
4.1.2 數值
圖4-4為數值頁面，數值頁面直接顯示當前各項測試數據的具體數值，數據分為四部分：壓力、溫度、轉速、粘度。單擊粘度顯示框中的“設為零點”按鈕可將當前傳感器角度設為零點偏移，直讀值為傳感器角度減去零點偏移后的差。
數值頁面中的數據可以手動或自動保存到表格文件中。需要保存數據時，先點擊“選擇文件”按鈕并在彈出的對話框中選擇或創建一個數據文件，確認后會在“當前文件路徑”文本框中顯示數據文件路徑。數據文件路徑確定后，單擊“保存數據”按鈕會將當前顯示的數據添加到指定文件的末尾行；單擊“連續保存”按鈕后，軟件將自動以用戶輸入的時間間隔將數據添加到指定文件的末尾。
圖4-4 數值頁面
4.1.3 自動測試
圖4-5為自動測試頁面，自動測試頁面允許用戶自定義自動測試流程并執行。頁面中的表格為測試序列，表格中每一行表示測試流程中的一步，用戶為每步測試指定轉速、壓力、溫度以及各自的容限。當自動測試未開始時，用戶可以直接在軟件界面上編輯測試序列表格，并可通過“保存”按鈕將當前測試序列保存為.seq格式的表格文件，單擊“載入”按鈕可以將已有的測序序列表格文件載入為當前測試序列，單擊“清空”按鈕將清空當前測試序列。單擊“開始”按鈕后從彈出的對話框中選擇或創建一個文件用于保存數據，軟件將從測試序列中高亮顯示（黃色）的行開始逐步執行自動測試序列，用戶可以單擊“跳過”按鈕來跳過某步測試或單擊自動測試頁面中的“停止”按鈕（跟“開始”按鈕位置相同）來終止整個自動測試流程，自動測試停止時轉速、壓力和溫度設定值將保持為停止前正在進行的自動測試步驟中設定的數值。自動測試序列的編寫思路見本說明書第4.2.4節“自動測試”。
圖4-5 自動測試頁面
4.1.4 設置
圖4-6為設置頁面，設置頁面分為設置區、電磁閥控制區和原始數據區三個區域。設置區中參數設置方法如下：“修正系數0”、“修正系數1”、“修正系數2”三個參數的設置方法見本說明書第4.2.2.3節“溫度校準”；“手動設定加熱套溫度”用于直接設定加熱套溫度，點亮按鈕時加熱套溫度將會盡可能穩定在輸入框中的數值；“水冷溫度上限”和“水冷溫度下限”規定了給樣品降溫時可開啟水冷的樣品溫度區間。高級設置僅供專業人員調試和維修儀器時使用，請勿隨意修改。
電磁閥控制區中可對儀器電磁閥進行控制，點亮“手動控制電磁閥”按鈕后可對電磁閥進行手動操作，點亮左側的圓形按鈕將對應的電磁閥開啟或關閉?！笆謩涌刂齐姶砰y”按鈕關閉時，點亮“冷凝器閥門”按鈕可將“冷凝器入”和“冷凝器出”閥門開啟，“手動控制電磁閥”按鈕打開時，“冷凝器入”和“冷凝器出”閥門分別由對應的圓形按鈕控制。
原始數據區中顯示了各項參數的原始數據，供儀器維修及調試時參考。
圖4-6 設置頁面
4.1.5 校準
圖4-7為校準頁面，校準頁面用于對流變儀進行壓力校準和粘度校準。校準方法見本說明書4.2.2節“儀器校準”。
圖4-7 校準頁面
4.2 操作說明
4.2.1啟動軟件
當儀器機械硬件部分準備完畢后，即可運行本軟件操作流變儀對樣品展開測試。儀器上電后，等待工控機開機進入操作系統，雙擊桌面上的超高溫高壓流變儀軟件圖標啟動軟件，如圖4-8所示。
圖4-8 工控機桌面
4.2.2儀器校準
使用流變儀對樣品進行測試前，須先完成儀器的各項校準工作。校準包括壓力校準、粘度校準和溫度校準。
4.2.2.1壓力校準進行壓力校準前，須在壓力測試接口安裝標準壓力表，選擇適當的壓力液加入到粘度計的測試腔中（此時不需要安裝轉子和浮筒等）， 將密閉好的測試腔放入測試井里，確保壓力的所有連接處都接觸良好。硬件準備完畢后，打開軟件切換至校準頁面，單擊“壓力校準”按鈕后開始壓力校準，觀察確認壓力表讀數為零后點擊“確定”，軟件控制系統開始加壓，等待標準壓力表數值穩定后將其輸入到圖4-9中的輸入框中并單擊“確定”，即可完成壓力校準。
進行粘度校準前，須先對測試腔機械調零（方法見本說明書第3.1.2節），之后將標準油加入測試腔中，再將密閉好的測試腔放入測試井里，確保壓力管線與測試腔連接處擰緊固定。硬件準備完畢后，打開軟件切換到校準頁面，單擊“粘度校準”按鈕，軟件將執行粘度校準專用的自動測試流程：將設定轉速以40rpm為間隔從0逐步提升到200rpm再降回0，軟件將記錄下每一步的溫度、壓力以及角度，并在左側的圖表中逐步繪制角度與轉速的關系折線圖。圖形近似為兩條重合的直線時則說明儀器工作狀態良好。
圖4-10為粘度校準自動測試流程結束后的校準頁面，此時“導入標準文件”按鈕變為可用，可導入標準油文件求出每一步測試的測試油標準粘度。
標準油文件是標準油粘度與溫度的對應表格，如圖4-11所示。標準油文件在計算機中以.oil格式保存，點擊“導入標準文件”按鈕后在彈出的對話框中選擇與測試油對應的標準油文件后，軟件將計算出本次粘度校準的回歸系數和R2。當R2的值大于0.998時說明儀器的粘度測試系統工作良好，可以單擊“保存校準結果”按鈕應用本次粘度校準，反之則說明儀器粘度測試系統或測試腔需要調整。
圖4-11 標準油文件
4.2.2.3 溫度校準
進行溫度校準前，將水加入到粘度計的測試腔中，將密閉好的測試腔放入測試井里，確保壓力的所有連接處都接觸良好。硬件準備完畢后，打開軟件切換到設置頁面記錄“修正系數0”、“修正系數1”、“修正系數2”三個參數的數值，之后切換到自動測試頁面，輸入如圖4-12中所示的自動測試序列，點擊“開始”按鈕選擇用于保存數據的文件并開始自動測試。
自動測試結束后，打開保存好的數據文件，記錄每個目標溫度點改變后樣品溫度最終穩定到的實際溫度。雙擊工控機桌面上的“溫度校準工具.exe”打開溫度校準工具，將記錄好的“修正系數0”、“修正系數1”、“修正系數2”的參數值輸入到原修正系數對應的輸入框中，再將記錄好的目標溫度與對應的實際穩定溫度輸入到校準數據列表中，最后點擊“計算系數”按鈕得到新的修正系數，如圖4-13所示。
將得到的新修正系數輸入到超高溫高壓流變儀軟件設置頁面中的“修正系數0”、“修正系數1”、“修正系數2”輸入框中，點擊“保存設置”按鈕，溫度校準完成。
4.2.3 手動測試進行手動測試時，用戶在主界面右上方的輸入框中手動輸入測試的轉速、壓力和溫度值，測試中的各項數據可在圖表頁面和數值頁面中觀察。如需保存數據，可在數值頁面選擇文件進行保存，具體方法見本說明書第4.1.2節，也可在圖表頁面中點擊“導出圖表數據”按鈕將圖表中的數據全部導出。
4.2.4 自動測試進行自動測試時，軟件將根據自動測試序列定義的流程自動改變轉速、壓力和溫度值，軟件將在自動測試開始前提示用戶選擇用于保存測試數據的文件，自動測試頁面的操作方法見本說明書4.1.3節。自動測試運行時，自動測試指示燈亮起，測試參數輸入框、測試序列表格和操作按鈕均變為不可用狀態，直到自動測試停止。
圖4-14為自動測試運行時的頁面，當某步測試開始時，軟件記錄開始時刻并將測試參數設定值變更為自動測試序列中設定好的數值，然后以序列指定的采樣間隔將測試數據寫入文件，當所有測試參數真實值達到指定的容限范圍內（設定值±容限）時記錄入限時刻，入限后的運行時間達到測試時間或該步總運行時間達到超時時間時，測試流程轉到下一步（如測試參數入限后又超出，入限時間將被清零）。
在使用自動測試對樣品進行升降溫測試時，需要注意三個原則：一是把溫度大幅變化的過程和溫度趨于穩定后記錄數據的過程放在不同的自動測試步驟；二是在升溫時將目標溫度設定到略高于待測溫度的值，再利用容限來定位樣品溫度達到待測溫度的時刻；三是在降溫時將目標溫度設為0來確保加熱套不工作。
圖4-14中展示了一個標準的升降溫自動測試序列，在這個測試流程中，我們想獲得樣品溫度依次升高到120℃和240℃時的300轉粘度和600轉粘度，并在到達240℃后降回室溫，在降溫過程中獲得降回120℃時的300轉粘度和600轉粘度。
這個自動測試序列的第一步的意義是在升溫之前將轉速和壓力升到設定值，之后根據本說明書第2.2.2節中的原則，測試序列第二步將目標溫度設定到略高于待測溫度的122℃，同時將容限設置為2，這樣當溫度升到120℃時軟件就會判定樣品溫度值進入容限范圍并記錄入限時刻，由于第二步中測試時間為零，入限后就馬上跳轉到第三步（這樣設置的意義是將升溫和測試分開，以免升溫超出容限時測試時間歸零而導致超時），在第三步中軟件開始以2秒為間隔記錄樣品溫度在120℃時的300轉粘度，第三步的運行時間最長不會超過2分鐘，進入第四步時，軟件自動將轉速設定到600轉，記錄樣品溫度在120℃時的600轉粘度。同理，在之后的第五步到第七步軟件完成了樣品溫度在240℃時的300轉粘度和600轉粘度的記錄。
從第八步開始對樣品進行降溫，將目標溫度設為0以確保加熱套不工作，將容限設為120、測試時間設為0，這樣當樣品溫度降到120℃時軟件將自動跳轉到下一步，之后記錄樣品溫度降回120℃時的300轉粘度和600轉粘度。最后將溫度和容限都設為0，讓樣品慢慢降溫直至恢復到室溫狀態。
4.2.5 低溫測試進行低溫測試時，先將目標溫度設定為-20℃，確保加熱套不工作。之后再切換至設置頁面，單擊“冷凝器閥門”按鈕打開冷凝器電磁閥，如圖4-15。安裝冷凝器，確保冷凝器管路與流變儀連接正常，啟動冷凝器電源，將冷凝器設定溫度設為待測溫度，調節冷凝器流量閥門至輸出壓力正常，等待樣品溫度下降。
結束低溫測試時，關閉冷凝器并斷電，單擊“冷凝器閥門”按鈕關閉冷凝器電磁閥，單擊“手動控制電磁閥”按鈕開啟手動控制，單擊“進氣”按鈕打開進氣電磁閥，將剩余的冷凝液排出，等待10秒后再次單擊“進氣”按鈕關閉進氣電磁閥，再次單擊“手動控制電磁閥”按鈕關閉手動控制，如圖4-16。
圖4-16 測試軟件電磁閥設置界面
4.3數據處理
測試中保存的數據文件均為.data格式的表格文件，可用記事本或Excel打開。圖4-17為使用Excel打開的測試數據文件，表格中的“時間”列記錄的是軟件打開后經過的時間，用戶可以使用Excel軟件對數據文件進行分析和處理。
圖4-17 數據文件
第5章 故障及解決方案
本章列出了儀器使用過程中可能遇到的故障和對應的解決方案，如故障仍未解決或有其他故障，請聯系北京探礦工程研究所-儀器研發中心。
5.1 轉速和角度故障|
現象描述 |
可能原因 |
解決方法 |
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角度讀數不變或變化不規律 |
浮子沒擰緊到軸上 |
擰緊浮子 |
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浮子軸彎曲 |
糾直或更換浮子軸 |
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扭力磁鐵接觸樞軸帽彈簧片 |
調整扭力磁鐵的位置 |
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扭力磁鐵和樞軸帽之間有污染物 |
清潔扭力磁鐵和樞軸帽 |
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扭力彈簧周圍有固體結垢，限制位移 |
徹底清洗扭力彈簧 |
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機械零點偏移 |
重新對測試腔進行機械調零 |
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校準液體正確但角度讀數不準 |
校準液被污染 |
清洗測試腔并用干凈的校準液重新校準 |
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使用錯誤的校準表 |
使用所選標液的正確校準表格重新校準 |
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轉子旋轉不通暢 |
樣品中含有磁性物質 |
本儀器不能測量含有磁性物質的樣品 |
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隔板脫落 |
拆開測試腔，將隔板旋緊 |
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電機不轉 |
急停按鈕未彈起 |
彈起急停按鈕 |
5.2 壓力故障
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現象描述 |
可能原因 |
解決方法 |
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泵啟動但不加壓 |
入油瓶的壓力液液面低于油管口或出油瓶的壓力液液面高于油管口 |
加滿入油瓶，清空出油瓶 |
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液壓系統中有多余的氣體 |
手動控制電磁閥開啟泄壓閥加壓幾分鐘后關閉泄壓閥，恢復自動控制 |
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爆破片碎裂 |
停止加壓，打開泄壓閥，待壓力液流到出油瓶后更換爆破片 |
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過濾器堵塞 |
更換過濾器或其部件 |
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泵不工作 |
無氣源 |
檢查“氣入”接口是否正確連接至空壓機 |
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急停按鈕未彈起 |
彈起急停按鈕 |
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頻繁的泵壓 |
測試腔蓋、測試腔下部或樣品端口的密封圈損壞 |
檢查漏液部位，更換對應的密封圈 |
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泄壓閥未關閉 |
確保泄壓閥為關閉狀態 |
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壓力管線連接處漏油 |
高壓下尋找漏油處上緊 |
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不排壓 |
無氣源 |
檢查“氣入”接口是否正確連接至空壓機 |
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現象描述 |
可能原因 |
解決方法 |
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不加熱 |
急停按鈕未彈起 |
彈起急停按鈕 |
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不水冷 |
樣品溫度不在水冷溫度范圍 |
檢查樣品溫度是否在設置頁面中設定的水冷溫度范圍內，根據需要設定水冷溫度范圍 |
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未通水 |
檢查“水入”接口是否通水 |
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排水管堵塞 |
查證排水管通暢 |
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不制冷 |
冷凝器管路堵塞 |
檢查冷凝器管路是否堵塞，提高冷凝器溫度將堵住的冰塊融解 |
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冷卻液溢出測試井 |
密封圈損壞 |
檢查并更換密封圈 |
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測試井排液孔堵塞 |
清理排液孔 |
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湖南 - 長沙
2025年08月07日 ~ 09日
