A viszkozitás mérése szerves része a minőségellenőrzésnek számos iparágban, például az olajiparban, a polimeriparban, a gyógyszeriparban és az élelmiszer-feldolgozó iparban. A viszkóziméterek azonban nem mind ugyanolyanok. Két gyakori típus: a kinematikai és a dinamikai (más néven abszolút) viszkóziméter. Fontos ismerni az egyes típusok közötti különbségeket, ha eszközt választunk specifikus alkalmazásunkhoz, hogy biztosítsuk a célra alkalmas eredményeket és az ipari szabványok betartását. Az alábbiakban a fő különbségeket soroljuk fel.
1. Definíció és mérési elvek
A kinematikai viszkóziméterek a folyadék áramlásának ellenállását mérik, amikor az erő a gravitáció hatására keletkezik, és meghatározzák a kinematikai viszkozitást. Egy folyadék kinematikai viszkozitása a dinamikai viszkozitás és a sűrűség hányadosa. A leggyakoribb kinematikai viszkóziméterek kapilláris típusúak (pl. Ubbelohde és Cannon Fenske), amelyekben a gravitációs erő hatására egy meghatározott térfogatú folyadék áramlásának idejét mérik egy kalibrált kapillárison keresztül, és az eredményt centisztokes (cSt) vagy mm²/s egységekben adják meg.
A dinamikai (abszolút) viszkóziméterek a folyadék áramlásának ellenállását mérik olyan erő hatására, amely nem a gravitáció. Közvetlenül mérik a dinamikai viszkozitást (amelyet abszolút viszkozitásnak is neveznek), amely a folyadék belső ellenállásának mérőszáma az áramlásra külső erő hatására, függetlenül a sűrűségétől. Gyakori típusok: forgó, leeső golyós és rezgő dugattyús viszkóziméterek, az eredményeket centipoise-ban (cP) vagy millipascal-másodpercben (mPa·s) adják meg.
2. Tipikus alkalmazások és iparágak
A kinematikai viszkóziméterek leginkább Newton-típusú folyadékok vizsgálatára alkalmasak. Ezek olyan folyadékok, amelyek viszkozitása nem változik a nyírási sebesség függvényében. Tipikus alkalmazások:
Kőolajtermékek (pl. kenőolajok, üzemanyagok és bitumennel)
Polimerek és gyanták
Festékek és fedőanyagok
Élelmiszer-olajok és szirupok
Számos nemzetközi szabvány – például az ASTM D445 – kinematikai méréseket alkalmaz kőolajtermékek esetében. A Zhongwang automatizált viszkóziméterei olajok és polimerek viszkozitásának mérésére szolgálnak, megfelelnek a vizsgálati követelményeknek, és nagy pontossággal működnek.
A dinamikai viszkóziméterek mind Newton-, mind nem Newton-típusú folyadékok vizsgálatára alkalmasak. Ide tartoznak:
ragasztók, tömítőanyagok és nyomdafestékek
gyógyszerek (gélek, krémek, paszták)
kozmetikumok (pl. testápolók és samponok)
Polimer olvadékok és oldatok
Élelmiszer-termékek (pl. ketchup, jogurtok, csokoládé)
3. Műszerek és automatizálás
A hagyományos kinematikai viszkoziméterek gyakran kézi működésűek, és a műveletet végző személynek meg kell állítania egy stoppert, amikor a folyadék eléri a jelölést, valamint a tesztek közötti üvegedényeket ki kell tisztítani. A kézi rendszerek munkaigényesek lehetnek, és hibák is felléphetnek az operátorok részéről. A Zhongwang által kínált modern, automatizált kinematikai viszkoziméterek optikai érzékelővel mérik a folyási időt, állandó hőmérsékletű fürdővel és számítógépes rendszerrel, amely automatikusan indítja és állítja le a mérést. Ez eltávolítja a szubjektivitást és a változékonyságot a kézi kinematikai viszkoziméteres mérések folyamatából. Több tesztkanállal rendelkeznek, így egyszerre több mintát is vizsgálhatnak.
A dinamik viszkoziméterek skálája egyszerű, kézzel tartott eszközöktől kezdődik az automatizált, forgó típusú készülékekig, amelyek beállítható nyírási sebességgel és állandó hőmérséklet-szabályozó egységgel rendelkeznek. A teljesen automatizált dinamik viszkoziméterek képesek a minta jellemzésére széles nyírási sebesség-tartományban, például folyásgörbék és folyáshatár meghatározására. A Zhongwang cég folyadékkezelő és állandó hőmérséklet-szabályozó megoldásai nagy értéket képviselnek a dinamik viszkoziméterek számára, mivel biztosítják a mintaelőkészítés stabilitását.
4. A megfelelő viszkoziméter kiválasztása laborjához
A szükséges viszkoziméter típusa attól függ, milyen folyadékokat tesztel, és milyen eredményeket igényel.
Fontolóra veheti a kinematikai viszkoziméter használatát, ha:
Newton-i folyadékokat tesztel, például olajokat, polimereket vagy üzemanyagokat
Az ipari szabványai (pl. ASTM, ISO) kinematikai viszkozitás-mérést írnak elő
Egyszerű, nagyon reprodukálható és költséghatékony vizsgálatot kíván elvégezni
Rendkívül automatizált vizsgálatokra van szüksége.
Fontos megfontolandó egy dinamikus viszkoziméter használata, ha:
Nem-newtoni folyadékokat tesztel
Ismerni szeretné a viszkozitást különböző nyírási sebességeknél
Minták – például zselék, paszták és vastag anyagok – mérésére van szüksége
A minta reológiai jellemzőit további módon is elemezni szeretné, nem csupán a viszkozitásukat.
Összefoglalás
A kinematikai viszkoziméterek a gravitációs áramlás mérésén alapulnak, és Newton-féle folyadékokhoz, például olajokhoz és polimerekhez alkalmazhatók. A dinamikai viszkoziméterek erőalapú méréseket használnak, és mind Newton-féle, mind nem Newton-féle mintákra alkalmazhatók. A megfelelő viszkoziméter kiválasztása fontos a helyes laboratóriumi mérések, a minőségellenőrzés és a szabványok betartása érdekében. A Hangzhou Zhongwang Technology Co., Ltd. automatizált viszkoziméterei úgy lettek tervezve, hogy támogassanak Önt, akár olaj- és polimer-viszkozitás mérését végzi kinematikai elvek szerint, akár más folyadékok viszkozitásának mérését dinamikai módszerekkel, kiegészítve pontos folyadékkezelő, fűtő, keverő, hűtő és állandó hőmérsékleten tartó megoldásainkkal. Lépjen kapcsolatba velünk, hogy többet megtudjon arról, hogyan javíthatják viszkoziméter-megoldásaink laboratóriumát.