جهاز قياس اللزوجة الحركية مقابل جهاز قياس اللزوجة الديناميكية: الفروق الجوهرية

يُعَدُّ قياس اللزوجة جزءًا لا يتجزأ من ضبط الجودة في العديد من الصناعات، ومنها صناعات النفط والبوليمرات، وصولاً إلى الصناعات الدوائية وصناعات معالجة الأغذية. ومع ذلك، فليست أجهزة قياس اللزوجة متطابقة جميعها. ومن أكثر الأنواع شيوعًا نوعان: أجهزة القياس الحركي وأجهزة القياس الديناميكية (وتُسمى أيضًا أجهزة القياس المطلقة). ومعرفة الفرق بين النوعين أمرٌ بالغ الأهمية عند اختيار جهازٍ لتطبيقك الخاص، لضمان أن تكون النتائج المُحقَّقة مناسبةً للغرض المنشود، وأن تتوافق مع المعايير الصناعية. وفيما يلي أبرز الفروق.

١. التعريف ومبادئ القياس

تقيس أجهزة قياس اللزوجة الحركية مقاومة السائل للجريان عندما تكون القوة الناتجة عن الجاذبية، وتحدد اللزوجة الحركية. واللزوجة الحركية للسائل هي نسبة اللزوجة الديناميكية إلى الكثافة. وأكثر أجهزة قياس اللزوجة الحركية انتشارًا هي النوع الشعري (مثل أجهزة أوبيلوهد وكانون فينسكي)، التي تُقاس فيها المدة التي يستغرقها حجم معيّن من السائل للمرور عبر شعيرة معايرة تحت تأثير الجاذبية، ويُعبَّر عن النتيجة بوحدات السنتستوكس (cSt) أو الملليمتر المربع لكل ثانية (mm²/s).

تقيس أجهزة قياس اللزوجة الديناميكية (المطلقة) مقاومة السائل للجريان عند تطبيق قوة غير الجاذبية. وهي تقيس مباشرةً اللزوجة الديناميكية (التي تُسمى أيضًا اللزوجة المطلقة)، وهي مقياس للمقاومة الداخلية للسائل للجريان تحت تأثير قوة خارجية، بغضّ النظر عن كثافته. ومن التصاميم الشائعة: أجهزة القياس الدورانية، وأجهزة كرة السقوط، وأجهزة المكبس المتذبذب، وتُعبَّر النتائج بوحدات السنتيبواز (cP) أو ملي باسكال·ثانية (mPa·s).

٢. التطبيقات والصناعات النموذجية

تُعدّ أجهزة قياس اللزوجة الحركية الأنسب للاختبارات التي تُجرى على السوائل من النوع النيوتوني، أي تلك السوائل التي لا تتغيّر لزوجتها مع معدل الإجهاد القصي. وتشمل التطبيقات النموذجية ما يلي:

منتجات البترول (مثل زيوت التشحيم والوقود والأسفلت)

البوليمرات والراتنجات

الطلاء والطلاء

زيوت الأغذية والشرابات الكثيفة

تستخدم العديد من المعايير الدولية، مثل ASTM D445، القياسات الحركية للزوجة في منتجات البترول. وتفي أجهزة قياس اللزوجة الآلية من شركة Zhongwang، المستخدمة لقياس لزوجة الزيوت والبوليمرات، بمتطلبات الاختبار وتوفر دقة عالية.

تُعدّ أجهزة قياس اللزوجة الديناميكية مفيدة لاختبار السوائل النيوتونية وغير النيوتونية على حدٍ سواء. وتشمل هذه السوائل ما يلي:

المواد اللاصقة والمُختومات وأحبرة الطباعة

المنتجات الصيدلانية (مثل الجِلات والكريمات والمعاجين)

مستحضرات التجميل (مثل المستحضرات المرطبة والشامبوهات)

ذوبان البوليمرات والمحاليل

المنتجات الغذائية (مثل الكاتشب، والزبادي، والشوكولاتة)

٣. الأجهزة والأتمتة

غالبًا ما تكون أجهزة قياس اللزوجة الحركية التقليدية يدوية، ويتطلب تشغيلها أن يوقف المشغل ساعةً إلكترونيةً عند مرور السائل على علامة محددة، كما تتطلب تنظيف الأدوات الزجاجية بعد كل اختبار. وقد تكون الأنظمة اليدوية مرهقة من حيث الجهد المبذول، كما أنها عرضة لأخطاء المشغل. أما أجهزة قياس اللزوجة الحركية الآلية الحديثة، المتوفرة من شركة Zhongwang، فتقضي على الذاتية والتباين في عملية القياس اليدوي، إذ تقيس زمن التدفق باستخدام مستشعر بصري، مع حمام درجة حرارة ثابت ونظام كمبيوتر يُفعِّل التوقيت ويُوقِفه تلقائيًّا. ولها قنوات اختبار متعددة لتشغيل عدة عينات في وقت واحد.

تتراوح المقياسات الديناميكية لللزوجة من أدوات يدوية بسيطة إلى أجهزة دورانية آلية، مع معدلات قص قابلة للضبط، وإمكانية إضافة وحدة تحكم في درجة الحرارة الثابتة. وتستطيع مقاييس اللزوجة الديناميكية الكاملة الأتمتة توصيف العينة عبر مجموعة متنوعة من معدلات القص، على سبيل المثال لتحديد منحنيات التدفق وإجهاد الخضوع. وتُعد حلول التعامل مع السوائل والتحكم في درجة الحرارة الثابتة من شركة تشونغ وانغ ذات قيمة كبيرة لمقياس اللزوجة الديناميكي، إذ تضمن إعداد العينة بدقة.

٤. اختيار مقياس اللزوجة المناسب لمختبرك

يعتمد نوع مقياس اللزوجة الذي تحتاجه على نوع السوائل التي تختبرها، والنتائج التي تتطلبها.

ينبغي أن تفكر في استخدام مقياس لزوجة حركي إذا:

كنت تختبر سوائل نيوتونية مثل الزيوت أو البوليمرات أو الوقود

تحدد معايير صناعتك (مثل ASTM أو ISO) قياسات اللزوجة الحركية

تريد اختبارًا بسيطًا وقابلًا للتكرار للغاية وبتكلفة اقتصادية

تتطلب اختبارات عالية الأتمتة.

يجب أن تفكر في استخدام لزوجة ديناميكية إذا:

أنت تختبر سوائل من النوع غير النيوتوني

تريد معرفة اللزوجة عند معدلات قص مختلفة

تحتاج إلى قياس عينات مثل الهلام والمعاجين والمواد السميكة

تريد إجراء توصيف إضافي لسلوك العينة الرئوي أكثر من مجرد قياس اللزوجة.

ملخص

تستخدم أجهزة قياس اللزوجة الحركية قياسات التدفق المُدار بالجاذبية، وهي مناسبة للسوائل النيوتونية مثل الزيوت والبوليمرات. أما أجهزة قياس اللزوجة الديناميكية فتعتمد على قياسات القوة، وتصلح لقياس عينات نيوتونية وغير نيوتونية على حد سواء. ويكتسي اختيار جهاز قياس لزوجة مناسب أهميةً بالغةً لضمان دقة القياسات المختبرية ومراقبة الجودة والامتثال للمعايير. وصُمّمت أجهزة قياس اللزوجة الآلية من شركة هانغتشو تشونغوانغ لتكنولوجيا المحدودة لدعمكم سواء كنتم تُجرين اختبارات تتطلب قياس لزوجة الزيوت والبوليمرات وفق مبادئ الحركية أو قياس لزوجة سوائل أخرى باستخدام التقنيات الديناميكية، مع دعم إضافي من حلولنا الدقيقة في التعامل مع السوائل والتسخين والتحريك والتبريد والحفاظ على درجة حرارة ثابتة. اتصلوا بنا لمعرفة المزيد عن كيفية استفادة مختبركم من حلول أجهزة قياس اللزوجة لدينا.