โดยทั่วไปทั้งของเหลวยังคงนิ่งและวัตถุเคลื่อนผ่านมันหรือวัตถุที่เป็นของเหลวนิ่งและเคลื่อนผ่านมัน ลากเกิดจากการเคลื่อนไหวของญาติของของเหลวและพื้นผิวเป็นตัวชี้วัดความหนืดการไหลต้องมีค่าขนาดเล็กเพียงพอของจำนวน Reynolds ที่จะมีไหล
ที่ 20.00 องศาเซลเซียสความหนืดของน้ำเป็น 1.002 mPa · s และความหนืดจลนศาสตร์ (อัตราส่วนของความหนาแน่นของความหนืด) คือ 1.0038 mm2 / s ค่าเหล่านี้จะใช้สำหรับการสอบเทียบบางชนิด Viscometer
viscometer ห้องปฏิบัติการมาตรฐานสำหรับของเหลว
viscometers U-tube
อุปกรณ์เหล่านี้ยังเป็นที่รู้จักกัน เครื่องวัดความหนืด ฝอยแก้วหรือเครื่องวัดความหนืด ชื่อหลังจากวิลเฮล์ส อีกรุ่นเป็น ViscometerUbbelohde ซึ่งประกอบด้วยหลอดแก้วรูปตัวยูที่จัดขึ้นในแนวตั้งในห้องอาบน้ำอุณหภูมิควบคุม ในแขนข้างหนึ่งของ U ส่วนแนวตั้งของไชแคบแม่นยำ (ฝอย) เป็น ข้างต้นนี้เป็นหลอดกับมันเป็นหลอดลดลงอีกในแขนอื่น ๆ ในการใช้ของเหลวถูกดูดเข้าไปในหลอดบนโดยดูดอนุญาตแล้วจะไหลลงผ่านเส้นเลือดฝอยในหลอดต่ำ สองเครื่องหมาย (หนึ่งด้านบนและด้านล่างหลอดบน) ระบุปริมาณที่รู้จักกัน เวลาดำเนินการระดับของของเหลวที่ผ่านระหว่างเครื่องหมายเหล่านี้เป็นสัดส่วนกับความหนืด หน่วยเชิงพาณิชย์มากที่สุดมีให้กับปัจจัยการเปลี่ยนแปลงหรือสามารถสอบเทียบโดยของเหลวของคุณสมบัติที่รู้จักกัน เวลาที่จำเป็นสำหรับการทดสอบของเหลวที่ไหลผ่านเส้นเลือดฝอยของเส้นผ่าศูนย์กลางที่รู้จักกันของปัจจัยบางอย่างระหว่างสองจุดที่ทำเครื่องหมายไว้ที่วัด โดยการคูณเวลาดำเนินการโดยมีปัจจัยมาจากเครื่องวัดความหนืดได้
viscometer ดังกล่าวจัดว่าเป็นกระแสโดยตรงหรือไหลย้อนกลับ อ่างเก็บน้ำเหนือเครื่องหมายและการไหลโดยตรงได้กลับ viscometerไหลผู้ที่มีอ่างเก็บน้ำด้านล่างเครื่องหมายเป็น การจำแนกประเภทดังกล่าวมีอยู่เพื่อให้ระดับสามารถกำหนดแม้ในขณะที่ของเหลวสีขาวขุ่นหรือย้อมสีจะถูกวัดอย่างอื่นของเหลวจะครอบคลุมเครื่องหมายและทำให้มันเป็นไปไม่ได้ที่จะวัดระดับเวลาผ่านเครื่องหมาย นี้ยังช่วยให้ เครื่องวัดความหนืด ที่จะมีมากกว่า 1 ชุดของเครื่องหมายเพื่อให้สำหรับระยะเวลาที่ทันทีเวลาที่ใช้ในการเข้าถึงเครื่องหมาย 3 จึงยอม 2 กำหนดเวลาและปล่อยให้การคำนวณที่ตามมาของ Determinability เพื่อให้แน่ใจว่าผลลัพธ์ที่ถูกต้อง
Falling sphere viscometers
กฎ Stokes 'เป็นพื้นฐานของ Viscometer ทรงกลมตกซึ่งในของเหลวนิ่งในหลอดแก้วในแนวตั้ง ทรงกลมขนาดและความหนาแน่นที่รู้จักกันได้รับอนุญาตให้ลงมาผ่านของเหลว ถ้าเลือกได้อย่างถูกต้องที่จะถึงความเร็วปลายซึ่งสามารถวัดได้โดยเวลาที่ใช้ในการส่งผ่านสองเครื่องหมายบนหลอด สัมผัสอิเล็กทรอนิกส์สามารถนำมาใช้สำหรับของเหลวสีขาวขุ่น รู้ขั้วความเร็วขนาดและความหนาแน่นของทรงกลมและความหนาแน่นของของเหลวกฎหมาย Stokes 'สามารถนำมาใช้ในการคำนวณความหนืดของของเหลว ชุดของแบริ่งลูกเหล็กขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางที่แตกต่างกันโดยปกติจะใช้ในการทดลองคลาสสิกเพื่อปรับปรุงความแม่นยำของการคำนวณ ทดลองโรงเรียนที่ใช้กลีเซอรีนเป็นสารและเทคนิคการใช้อุตสาหกรรมเพื่อตรวจสอบความหนืดของของเหลวที่ใช้ในกระบวนการ ซึ่งจะรวมถึงน้ำมันที่แตกต่างกันจำนวนมากและพอลิเมอของเหลวเช่นโซลูชั่น
Falling Piston Viscometer
ยังเป็นที่รู้จัก Viscometer Norcross หลังจากที่นักประดิษฐ์ ออสตินครอสของ หลักการของ เครื่องวัดความหนืด ในอุตสาหกรรมอุปกรณ์นี้ขรุขระและที่สำคัญจะขึ้นอยู่กับลูกสูบและการประกอบกระบอกสูบ ลูกสูบที่ถูกยกขึ้นเป็นระยะ ๆ โดยกลไกการยกอากาศวาดวัสดุการวัดลงผ่านพิธีการ (ช่องว่าง) ระหว่างลูกสูบและผนังของถังเข้าไปในพื้นที่ซึ่งเป็นที่เกิดขึ้นด้านล่างลูกสูบในขณะที่มันถูกยกขึ้น ประกอบเป็นแล้วมักจะจัดขึ้นขึ้นสำหรับไม่กี่วินาที อนุญาตแล้วจะตกตามแรงโน้มถ่วงไล่ตัวอย่างออกผ่านเส้นทางเดียวกันกับที่มันเข้ามาสร้างผลกระทบกับของเหลวตัดวัดซึ่งทำให้ Viscometer นี้โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีความละเอียดอ่อนและดีสำหรับการวัด ของเหลวบางอย่าง thixotropic เวลาของฤดูใบไม้ร่วงเป็นตัวชี้วัดความหนืดด้วยระยะห่างระหว่างลูกสูบและภายในของรูปทรงกระบอกรูปปากวัด ควบคุมความหนืดวัดเวลาของฤดูใบไม้ร่วง (วินาทีเวลาของฤดูใบไม้ร่วงเป็นตัวชี้วัดของความหนืด) และแสดงค่าความหนืดที่เกิดขึ้น ควบคุมสามารถปรับค่าเวลาของฤดูใบไม้ร่วงเป็นวินาทีถ้วย (ที่รู้จักกันไหลถ้วย) Saybolt สากลวินาที (SUS) หรือ centipoise
ใช้ในอุตสาหกรรมเป็นที่นิยมเนื่องจากความเรียบง่ายการทำซ้ำ การบำรุงรักษาต่ำและอายุยืน ประเภทของการวัดนี้ไม่ได้รับผลกระทบจากอัตราการไหลหรือการสั่นสะเทือนภายนอก หลักการของการดำเนินงานสามารถนำมาปรับเงื่อนไขที่แตกต่างกันทำให้มันเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมการควบคุมกระบวนการ
Oscillating Piston Viscometer
บางครั้งเรียกว่าแม่เหล็กไฟฟ้าหรืออีเอ็มวี Viscometer เป็นผู้คิดค้นที่ความหนืดเคมบริดจ์ (Cambridge อย่างเป็นทางการระบบประยุกต์) ในปี 1986 เซ็นเซอร์ ประกอบด้วยห้องวัดและลูกสูบอิทธิพลสนามแม่เหล็ก วัดจะถูกนำโดยกลุ่มตัวอย่างเป็นครั้งแรกเข้ามาในห้องควบคุมการวัดความร้อนที่ลูกสูบอยู่ อิเล็กทรอนิคส์ขับลูกสูบในการเคลื่อนไหวแกว่งภายในห้องวัดกับสนามแม่เหล็กที่มีการควบคุมขจัดความเครียดจะถูกกำหนดไว้ของเหลว (หรือก๊าซ) เนื่องจากการเดินทางลูกสูบและความหนืดจะถูกกำหนดโดยการวัดเวลาในการเดินทางของลูกสูบพารามิเตอร์การก่อสร้างสำหรับระยะห่างวงแหวนระหว่างลูกสูบและห้องวัดความแข็งแรงของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและระยะการเดินทางของลูกสูบที่ใช้ในการคำนวณค่าความหนืดตามกฎหมายของนิวตันของความหนืด
ลูกสูบเทคโนโลยีสั่น เครื่องวัดความหนืด ได้รับการปรับให้เหมาะสมกับความหนืดกลุ่มตัวอย่างขนาดเล็กและการทดสอบความหนืดไมโครตัวอย่างในการใช้งานในห้องปฏิบัติการ มันก็ถูกปรับให้เข้ากับวัดความหนืดความดันสูงและความหนืดวัดอุณหภูมิสูงทั้งในสภาพแวดล้อมห้องปฏิบัติการและกระบวนการเซ็นเซอร์ความหนืดได้รับการปรับขนาดสำหรับหลากหลายของการใช้งานทางอุตสาหกรรม เช่นviscometer ขนาดเล็กสำหรับการใช้งานในคอมเพรสเซอร์และเครื่องยนต์ไหลผ่าน viscometers สำหรับจุ่มกระบวนการเคลือบ เครื่องวัดความหนืดในบรรทัดสำหรับใช้ในโรงกลั่นและร้อยของโปรแกรมอื่น ๆ การปรับปรุงความไวในจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยเป็นกระตุ้นการเจริญเติบโตในความนิยม Viscometer ลูกสูบสั่นในห้องทดลองทางวิชาการสำรวจความหนืดก๊าซ
Vibrational viscometers
เครื่องวัดความหนืด สั่นวันที่กลับไปใช้ในการดิกส์ 1950 ซึ่งเป็นระดับที่ดำเนินการโดยการวัดจากการทำให้หมาด ๆ สั่นไฟฟ้าแม่เหล็กแช่อยู่ในของเหลวที่มีความหนืดจะถูกกำหนด ไอเสียทั่วไป oscillates ในแรงบิดหรือขวาง (เช่น คาน cantilever หรือส้อม) สูงความหนืดที่มีขนาดใหญ่ทำให้หมาด ๆ ที่กำหนดไว้ในไอเสีย หมาดไอเสียอาจจะวัดได้โดยวิธีใดวิธีหนึ่งในหลาย
- วัดกำลังไฟฟ้าที่จำเป็นเพื่อให้ oscillator สั่นด้วยความกว้างคงสูงความหนืด พลังงานมากขึ้นเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อรักษาความกว้างของการสั่น
- การวัดระยะเวลาการสลายตัวของการสั่นครั้งกระตุ้นถูกปิดสูงความหนืดได้รวดเร็วยิ่งขึ้นสูญสลายสัญญาณ
- วัดความถี่ของไอเสียเป็นฟังก์ชันของมุมเฟสระหว่างการกระตุ้นและการตอบสนองรูปแบบคลื่นสูงความหนืดที่มีขนาดใหญ่เปลี่ยนความถี่สำหรับการเปลี่ยนเฟสที่กำหนด
เครื่องวัดความหนืดสั่นเป็นระบบอุตสาหกรรมที่ขรุขระใช้ในการวัดค่าความหนืดอยู่ในสภาพที่กระบวนการส่วนที่ใช้งานของเซ็นเซอร์คือแท่งสั่น แอมพลิจูสั่นสะเทือนแตกต่างกันไปตามความหนืดของของไหลที่ก้านแช่ เหล่านี้มีเครื่องวัดความหนืดเหมาะสำหรับวัดอัตราการไหลการอุดตันและของเหลวความหนืดสูงรวมทั้งผู้ที่มีเส้นใย (ถึง 1,000 ป่า· s) ปัจจุบันอุตสาหกรรมหลายแห่งทั่วโลกพิจารณา viscometer เหล่านี้จะเป็นระบบที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดซึ่งการวัดความหนืดของหลากหลายของของไหลโดยคมชัด viscometerทรงกลดต้องการการบำรุงรักษามากขึ้นไม่สามารถที่จะวัดของเหลวอุดตันและต้องสอบเทียบบ่อยหลังจาก การใช้งานหนัก เครื่องวัดความหนืดสั่นยังไม่มีการเคลื่อนย้ายชิ้นส่วนที่อ่อนแอและไม่มีส่วนที่สำคัญมีขนาดเล็กมาก ของเหลวแม้มากขั้นพื้นฐานหรือกรดสามารถวัดได้โดยการเพิ่มการเคลือบป้องกัน เช่น เคลือบหรือโดยการเปลี่ยนวัสดุของเซ็นเซอร์กับวัสดุเช่นสแตนเลส 316L
Rotational viscometers
viscometer หมุนใช้ความคิดที่ว่าแรงบิดต้องหันวัตถุในของเหลวเป็นหน้าที่ของความหนืดของของเหลวที่ พวกเขาวัดแรงบิดที่จำเป็นในการหมุนของแผ่นดิสก์หรือ bob ในของเหลวที่ความเร็วที่รู้จักกัน
เครื่องวัดความหนืด "คัพและบ๊อบ" ทำงานโดยการกำหนดปริมาณที่แน่นอนของตัวอย่างซึ่งจะต้องตัดภายในเซลล์ทดสอบ แรงบิดจำเป็นเพื่อให้บรรลุความเร็วในการหมุนบางวัดและพล็อต ไม่ว่าจะเป็นความโดดเด่นด้วยถ้วยหรือ bob หมุน มีสองรูปทรงเรขาคณิตคลาสสิกใน "ถ้วยและบ๊อบ" viscometer ที่รู้จักกันในขณะที่ทั้งสอง "Couette" หรือ "เซิลร์" ระบบจะถ้วยหมุนเป็นที่ต้องการในบางกรณีเพราะจะช่วยลดการก่อตัวของเทย์เลอร์ vortices แต่เป็นเรื่องยากมากที่จะวัดได้อย่างถูกต้อง
"กรวยและจาน" viscometer ใช้กรวยของมุมตื้นมากในการติดต่อกับเปลือยแผ่นแบน ด้วยระบบนี้อัตราแรงเฉือนภายใต้แผ่นเป็นค่าคงที่ในระดับเจียมเนื้อเจียมตัวของความแม่นยำและ deconvolution ของเส้นโค้งการไหล กราฟของความเครียดเฉือน (แรงบิด) กับอัตราเฉือน (ความเร็วเชิงมุม) ผลตอบแทนถัวเฉลี่ยความหนืดในลักษณะตรงไปตรง
Electromagnetically Spinning Sphere Viscometer (EMS Viscometer)
EMS Viscometer มาตรการความหนืดของของเหลวผ่านการสังเกตของการหมุนของทรงกลมซึ่งเป็นแรงผลักดันโดยการมีปฏิสัมพันธ์แม่เหล็กไฟฟ้า: สองแม่เหล็กที่ติดอยู่กับใบพัดสร้างสนามแม่เหล็กหมุน ตัวอย่าง จะวัดที่อยู่ในหลอดทดลองขนาดเล็ก ในหลอดอลูมิเนียมทรงกลม คือ หลอดตั้งอยู่ในห้องควบคุมอุณหภูมิ และตั้งดังกล่าวว่าทรงกลมตั้งอยู่ในใจกลางของทั้งสองแม่เหล็กสนามแม่เหล็กหมุนวนกระแสเจือจางในวงปฏิสัมพันธ์ระหว่าง Lorentz เกิดสนามแม่เหล็กและเหล่าวนกระแสแรงบิดที่หมุนสร้างทรงกลมความเร็วในการหมุนของทรงกลมขึ้นอยู่กับความเร็วในการหมุนของสนามแม่เหล็กขนาดของสนามแม่เหล็กและความหนืดของตัวอย่างทั่วทรงกลม การเคลื่อนไหวของรูปทรงกลมจะถูกตรวจสอบโดยกล้องวิดีโอ (5) ตั้งอยู่ด้านล่างเซลล์ แรงบิดที่ใช้เพื่อทรงกลมเป็นสัดส่วนกับความแตกต่างในความเร็วเชิงมุมของΩBสนามแม่เหล็กและเป็นหนึ่งในวงΩS ดังนั้นจึงมีความสัมพันธ์เชิงเส้นตรงระหว่าง (ΩB-ΩS) / ΩSและความหนืดของของเหลว
หลักการวัดใหม่นี้ได้รับการพัฒนาโดยซาไก et al. ที่มหาวิทยาลัยโตเกียว EMS Viscometer ตัวเองแตกต่างจากการหมุน เครื่องวัดความหนืด อื่น ๆ โดยสามลักษณะสำคัญ
- ทุกส่วนของ Viscometer ที่มาในการติดต่อโดยตรงกับตัวอย่างที่ทิ้งและราคาไม่แพง
- เครื่องวัดจะดำเนินการในภาชนะตัวอย่างที่ปิดสนิท
- EMS Viscometer ต้องมีเพียงขนาดเล็กมากปริมาณตัวอย่าง (0.3 มล. )
โดยการปรับเปลี่ยน Couette Viscometer คลาสสิกหมุนความถูกต้องเทียบเท่ากับที่ของการกำหนดค่าความหนืดจลนศาสตร์จะประสบความสำเร็จกระบอกภายใน Stabinger Viscometer เป็นกลวงและเบากว่าโดยเฉพาะตัวอย่างจึงลอยได้อย่างอิสระในตัวอย่างแน่นิ่งโดยกองกำลังแรงเหวี่ยง
แรงเสียดทานแบกหลีกเลี่ยงไม่ได้ก่อนจึงหลีกเลี่ยงอย่างเต็มที่ ความเร็วและการวัดแรงบิดจะดำเนินการได้โดยไม่ต้องสัมผัสโดยตรงจากสนามแม่เหล็กหมุนและเบรคกระแสวน นี้จะช่วยให้สำหรับการแก้ปัญหาแรงบิดประวัติการณ์ก่อนหน้านี้จาก 50 PN ·เครื่องและช่วงการตรวจวัดที่มีขนาดใหญ่เหลือเกินจาก 0.2 ถึง 20,000 mPa · s กับระบบการวัดเดียววัดความหนาแน่นในตัวอยู่บนพื้นฐานของหลักการ U-tube สั่นช่วยให้การกำหนดความหนืดจากความหนืดแบบไดนามิกวัดความสัมพันธ์การจ้าง
Bubble viscometer
viscometer ฟองจะใช้ในการได้อย่างรวดเร็วกำหนดหนืดของของเหลวที่รู้จักกันเช่นเรซินและเคลือบ เวลาที่จำเป็นสำหรับฟองอากาศที่จะเพิ่มขึ้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความหนืดของของเหลวดังนั้นเร็วขึ้นฟองต่ำความหนืด วิธีการเปรียบเทียบตามตัวอักษรใช้ 4 ชุดตัวอักษรหลอดอ้างอิง, A5 ผ่าน Z10, ความหนืดที่รู้จักกันเพื่อให้ครอบคลุมช่วงความหนืดตั้งแต่ 0.005 ถึง 1,000 Stokes วิธีเวลาตรงใช้เส้นเดียว 3 หลอดครั้งสำหรับการกำหนด "วินาทีฟอง" ซึ่งก็อาจจะถูกแปลงเป็น Stokes
Micro-Slit Viscometers
เครื่องวัดความหนืด ใช้กระแสผ่านช่องวันที่กลับไป 1838 เมื่อนายฌองหลุยส์มารี Poiseuille ทำการทดลองเพื่ออธิบายลักษณะการไหลของของเหลวผ่านท่อ เขาพบว่าการไหลหนืดผ่านท่อกลมต้องดันที่จะเอาชนะความเครียดเฉือนผนัง นั่นคือการเกิดของไหลสมฮ-Poiseuilleเรขาคณิต Viscometer ช่องได้ไหลคล้ายกับท่อทรงกระบอก แต่มีประโยชน์เพิ่มเติมที่ไม่มีทางเข้าหรือทางออกแก้ไขความดันลดลงมีความจำเป็น ข้อมูลรายละเอียดเกี่ยวกับการดำเนินงานของหลักกับ MEMS ที่ทันสมัยและวิทยาศาสตร์ microfluidic นี้จะมีการอธิบายต่อไปในกระดาษโดย RheoSense, Inc
โดยทั่วไปเทคโนโลยีความหนืดช่องมีข้อดีดังต่อไปนี้
- มาตรการความหนืด (แน่นอน) จริงสำหรับของเหลวทั้งสองของนิวตันและไม่ใช่ของนิวตัน
- ระบบปิดล้อมช่วยขจัดติดต่อทางอากาศและผลกระทบที่ระเหยตัวอย่าง
- เครื่องสามารถทำได้โดยใช้ปริมาณตัวอย่างขนาดเล็กมาก
- ไหลแม้มีอัตราเฉือนสูงเนื่องจากจำนวน Reynolds ต่ำ
- ไหลผ่าจำลองสภาพการไหลของโปรแกรมจริงเช่นยาเสพติดหรือการฉีด inkjetting
ชนิดอื่น ๆ ที่ใช้ Viscometer ลูกบอลหรือวัตถุอื่น ๆ เครื่องวัดความหนืด ให้สามารถของเหลวที่ไม่ใช่นิวตันมักจะเรียกว่า rheometersหรือ plastometers
ในไอซีไอ Viscometer "ออสการ์" A สามารถปิดผนึกของของเหลวที่ถูกแกว่ง torsionally และเทคนิคการวัดความฉลาดมันเป็นไปได้ที่จะวัดความหนืดและความยืดหยุ่นทั้งในตัวอย่าง
Viscometer กรวยมาร์ชมาตรการความหนืดจากเวลา (เวลาไหล) ก็จะมีปริมาณของของเหลวที่รู้จักกันที่จะไหลจากฐานของกรวยผ่านท่อสั้น นี้มีความคล้ายคลึงในหลักการที่จะไหลถ้วย (ถ้วยไหล) เช่นฟอร์ดซาห์นและถ้วยเชลล์ที่ใช้รูปทรงที่แตกต่างกันไปกรวยและขนาดหัวฉีดต่างๆ วัดสามารถทำได้ตามมาตรฐาน ISO 2431, ASTM D1200 - 10 หรือ DIN 53411
