A különféle folyadékok viszkozitását speciális eszközökkel – viszkoziméterekkel – mérik. A jellemzők és a kialakítás szerint ezeknek az eszközöknek több típusát különböztetjük meg. Az egyik egy rotációs viszkoziméter, amely képes a közeg permeabilitását értékelni.
Változatos készülékek
A folyadék viszkozitásának mérésére használt műszerek általában három nagy csoportra oszthatók:
Kapilláris viszkoziméter
Mechanikus viszkoziméter
Rotációs viszkoziméter
Vizsgáljuk meg részletesebben az egyes fajokat.
Mechanikai eszközök
A mechanikus viszkoziméterek kategóriája a folyadékok mechanikai tulajdonságain alapuló különféle műszerekből áll. Ezek lehetnek rezonáns, buborékos, golyós típusú mérők. Ha az első két típust használják leggyakrabban a laboratóriumban, akkor az utóbbi megtalálható a mindennapi életben. Működési elve a Galileo felfedezésén alapul.
A készülék belsejében van egy „fülke”, ahol a labda található. Miután feltöltötte a készüléket folyadékkal,amelynek viszkozitását meg kell határozni, a golyó leesik. Megmérik a pontos időt, amely ahhoz szükséges, hogy a labda az érintkezési területre essen. A feltételes viszkozitást ez az időintervallum határozza meg.
Kapilláris típusú készülékek
A kapilláris viszkoziméternek ismert átmérőjű vékony csöve van. A tesztfolyadék átfolyik ezen a csövön. Ugyanezt a folyadékot egy nagy átmérőjű csövön is átvezetik, amelyen belül nem jön létre kapilláris hatás. Leggyakrabban a folyadék a gravitációs erő hatására áramlik (azaz felülről lefelé). Egyes készülékekben azonban mesterséges nyomás keletkezik. Megmérjük azt az időt, amely alatt a folyadék mindkét csőből kifolyik. Ezután kiszámítják a különbségüket. A viszkozitás értéke arányos lesz ennek a különbségnek az értékével.
Az ilyen típusú eszközök egyszerűek, de nagyok. További hátránya, hogy a mért folyadék viszkozitása nem haladhatja meg a 12 kPas értéket. Ez az érték a jól áramló folyadékoknak felel meg. A vastagabb vagy csomós folyadékok ebben az esetben nem mérhetők.
Rotációs viszkoziméter: működési elv
Az ilyen típusú mérőórák kialakítása egy henger, amelynek belsejében egy gömb van elhelyezve. A belső gömb bizonyos sebességgel mozog a csatlakoztatott elektromos hajtás miatt.
A henger és a gömb között van egy rés, amely meg van töltve a vizsgált folyadékkal. Ebben az esetben a gömb mozgásával szembeni ellenállás megváltozik. Ezekben az eszközökben pontosan az ellenállás függését mérikfolyadék és forgási sebesség. Ezek a paraméterek a teszt eredményeként rögzítettek.
Nem mindig van gömb a hengerben. Helyette lehet egy tárcsa, egy kúp, egy lemez vagy egy másik henger. A külső és a belső test közötti távolság néhány milliméter, hogy súrlódási erőt hozzon létre. Az ellenállás értékét érzékelők határozzák meg. Minél többre vannak beállítva, annál pontosabb lesz az érték. Ennek megfelelően a készülék ára emelkedni fog.
A rotációs viszkoziméter olyan folyadékokhoz alkalmas, amelyek viszkozitása ezertől több millió Pas-ig terjed. A belső test forgási sebessége fontos szerepet játszik. A mérés pontosságától függ. Minél kisebb a sebesség, annál pontosabb a mérés. A minimális forgási sebességgel rendelkező műszerek nagyon pontosak, de drágák is.
A rotációs viszkoziméterek típusai
A fent leírt készülék működési elve jellemző a Brookfield viszkoziméterre. Ez a legegyszerűbb ilyen típusú mérőeszköz. De a belső test nem mindig mozog. Egyes esetekben a külső henger forog. Éppen ezért a rotációs viszkoziméter kétféle lehet: fix hengeres és torziós mérőkkel.
A torziós viszkoziméterek belső teste középen egy rugalmas menetre van felfüggesztve. Amikor a külső henger forog, a mért folyadék is mozogni kezd. Amikor forog, a henger is csavarodik. A belső henger elfordulási szögét a forgó folyadék súrlódási nyomatéka egyensúlyozza ki.
Mérési hiba a belső henger alja miatt következik be. Különböző tudósok megpróbálták a maguk módján megoldani ezt a problémát. Leggyakrabban az alját homorúvá tették. A folyadék feltöltésekor levegő marad a homorúságban. Ez csökkenti a súrlódást az alján. Gatchek, Kuett tudósok védőgyűrűkbe helyezték a belső hengert. Ez csökkentette a végeinek turbulenciáját. Volorovics magas, de keskeny cilindert használt. Ebben az esetben a fenék miatti hiba jelentéktelenné vált. Számos tudós használt olyan eszközöket, amelyekben a hengerek közötti távolság nagyon kicsi volt. Ugyanakkor a készülék alja nem volt feltöltve folyadékkal.
A forgó viszkoziméter a kialakításában számos lehetőséget kínál. De mindig megvan az előnye a sokoldalúság, a kis méret, a kis hiba és az alacsony költség. Ezeknek a tulajdonságoknak köszönhető, hogy a készülék olyan népszerűvé vált.
