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。和測量確定情況下物體黏度的黏度計(jì)不同，流變儀可以測量不同應(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，測量剪切應(yīng)力的變化和控制剪切應(yīng)力，測量應(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

庫艾特平板拖曳流

柱形流

管內(nèi)泊松流

平板流測量

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組織的表面，施加受控的循環(huán)力，使用測力傳感器測量產(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測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。

錐板測量

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

拉伸流變儀

拉伸流變測量通常在需要經(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)涉及通過孔口、從毛細(xì)管膨脹或通過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度加工和加工不足，因?yàn)椴恍枰馔频礁邷亍?/span>