Máy đo độ nhớt là thiết bị sử dụng để đo độ nhớt và tính chất dòng chảy của chất lỏng. Độ nhớt phát sinh từ ma sát bên trong của chất lỏng và được định nghĩa là lực cản của chất lỏng đối với dòng chảy hoặc ứng suất cắt.
Ứng dụng của máy đo độ nhớt
Máy đo độ nhớt có ứng dụng rộng rãi và đa dạng trong khoa học vật liệu và công nghiệp hóa chất cho các vật liệu như dầu, nhựa đường, nhựa, sáp, sơn, chất phủ và chất kết dính. Chúng cũng được sử dụng cho thực phẩm và đồ uống và các sản phẩm chăm sóc cá nhân như mỹ phẩm, dầu gội đầu và kem đánh răng.
Việc đo độ nhớt rất quan trọng khi xem xét các điều kiện quy trình đối với vật liệu cần được bơm hoặc đường ống. Độ nhớt cũng ảnh hưởng đến hiệu suất nhúng và lớp phủ, đặc biệt liên quan đến sơn và mực.
Độ nhớt là một thước đo gián tiếp rất hữu ích cho các đặc tính của vật liệu bao gồm trọng lượng phân tử và mật độ, cả hai đều ảnh hưởng đến hành vi của dòng chảy. Do đó, máy đo độ nhớt có thể được sử dụng để theo dõi tính nhất quán của lô và kiểm tra chất lượng.
Các ứng dụng mẫu bao gồm:
- Đo lưu lượng dầu động cơ trong các điều kiện nhiệt độ khác nhau
- Phân tích tính chất dòng chảy của sữa để thiết kế hệ thống đường ống phù hợp
- Kiểm tra độ nhớt của mứt và xi-rô để đảm bảo độ nhất quán của lô.
- Vì những thay đổi trong độ nhớt phản ánh những thay đổi đối với trọng lượng phân tử, nên nhớt kế được sử dụng để xác định đặc tính của chất dẻo. Chúng đặc biệt hữu ích trong tổng hợp polyme vì tốc độ dòng chảy có thể được sử dụng để xác định sự thay đổi của chiều dài polyme thông qua các quá trình khác nhau.
- Trong nhiều trường hợp hữu ích trong công nghiệp, độ nhớt giảm khi hoạt động của enzym tăng lên. Máy đo độ nhớt được sử dụng để xác định hoạt động của các enzym như cellulase, protease, amylase và pectinase.
Các loại nhớt kế
Có nhiều cách để đo độ nhớt, nhưng chúng được chia thành hai phương pháp cơ bản. Một vật thể, chẳng hạn như một quả cầu hoặc một cánh rotor, di chuyển qua một vật liệu đứng yên hoặc vật liệu chảy qua hoặc đi qua một vật thể đứng yên. Trong cả hai trường hợp, điện trở đối với dòng chảy được đo.
Máy đo độ nhớt mao quản
Đối với chất lỏng không trong suốt, khó xác định khi nào mẫu đã đi qua một điểm trong ống, vì vậy cần sử dụng nhớt kế dòng chảy ngược chỉ làm ướt phần định thời của mao quản nhớt kế trong quá trình đo thực tế. Máy đo độ nhớt Cannon-Fenske Opaque, Zeitfuchs Cross-Arm và BS / IP / RF của CANNON Instrument Co. (State College, PA; www.cannoninticment.com) đều là loại chảy ngược. Các nhớt kế dòng chảy ngược phải được làm sạch, làm khô và đổ đầy lại trước khi thực hiện phép đo lặp lại.
Máy đo độ nhớt mao quản có thể là thủ công hoặc tự động. Dụng cụ tự động sử dụng cảm biến quang học hồng ngoại cho các mẫu trong suốt, hoặc cảm biến nhiệt cho các mẫu không trong suốt.
Máy đo độ nhớt quay
SVM 3000 của Anton Paar (Ashland, VA; www.anton-paar.com) sử dụng nguyên tắc đo Stabinger. Một rotor từ tính nhẹ trôi nổi trong một ống chứa đầy chất lỏng, ống này quay với tốc độ không đổi. Lực nhớt của chất lỏng mẫu dẫn động rotor, dẫn đến tốc độ rotor cân bằng, được ghi lại dưới dạng thước đo độ nhớt của chất lỏng.
Các dạng hình học trục chính khác nhau như hình trụ, hình trụ đồng trục, tấm song song và tấm hình nón được sử dụng trong máy đo lưu biến để tạo ra các lực cắt khác nhau.
Máy đo độ nhớt bi lăn, bi rơi, quả cầu và pít-tông
Lovis 2000 M / ME của Anton Paar là một máy đo vi mô dựa trên nguyên tắc quả bóng lăn. Một quả bóng lăn qua một ống mao dẫn kín, chứa đầy mẫu, nghiêng một góc xác định. Cảm biến cảm ứng xác định thời gian lăn của quả bóng giữa hai điểm đánh dấu.
Theo cách tương tự, máy đo độ nhớt quả cầu rơi hoặc quả cầu đo thời gian để quả bóng hoặc quả cầu rơi dưới trọng lực qua một ống chứa đầy mẫu nghiêng một góc. Máy đo độ nhớt pít-tông rơi hoạt động theo nguyên tắc tương tự, nhưng chúng đo lực cản đối với pít-tông rơi qua vật liệu.
Những lưu ý khi mua máy đo độ nhớt
- Phạm vi độ nhớt
- Sự chính xác
- Kiểm soát nhiệt độ
- Khối lượng mẫu và khả năng vi lượng
- Tự động hóa và giao diện máy tính
- Yêu cầu quy định và tiêu chuẩn ngành.
Thang đo độ nhớt
Lượng áp suất cần thiết để đạt được tốc độ dòng chảy nhất định. Độ nhớt thường được ghi bằng centipoise (cP), là đơn vị được sử dụng bởi cơ quan tiêu chuẩn ASTM International; 1 cP bằng 1 mPa · s. Nước ở 20 ° C có độ nhớt động lực là 1,002 cP. Độ nhớt động học là tỷ số giữa độ nhớt động lực và tỷ trọng; đơn vị đo lường là Stoke (St).
Máy đo độ nhớt bóng rơi Gilmont của Thermo Scientific (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA; www.thermoscientific.com) cung cấp một phương pháp đơn giản, chính xác, tiết kiệm, tuyệt đối để đo độ nhớt của chất lỏng trong suốt lên đến 200 cP.
Viscotek DSV của Malvern Instruments (Malvern, Vương quốc Anh; www.malvern.com) đo trực tiếp độ nhớt tương đối của dung dịch polyme loãng bằng công nghệ cảm biến áp suất và có dải độ nhớt từ <1 mPa đến 20 mPa · s.
Trong hầu hết các nhớt kế mao quản thủy tinh, các mẫu chảy dưới tác dụng của trọng lực, nhưng nhớt kế chân không có thể được sử dụng để đo các vật liệu có độ nhớt cao.
Máy đo độ nhớt chân không yêu cầu chân không được kiểm soát rất chính xác để kéo chất lỏng qua ống mao dẫn. Bộ điều chỉnh chân không kỹ thuật số CANNON (DVR) có thể được sử dụng cùng với máy đo độ nhớt chân không để đo xi măng nhựa đường ở 60 ° C (140 ° F) theo tiêu chuẩn ASTM D 2171.
Phạm vi mô-men xoắn của máy đo độ nhớt quay quy định phạm vi độ nhớt mà thiết bị có thể đo được. Máy đo độ nhớt High Shear CAP-2000+ từ PTN Kỹ thuật Brookfield (Middleboro, MA; www.brookfieldengineering.com) cung cấp lựa chọn dải mô-men xoắn với mô-men xoắn tiêu chuẩn là 181.000 dyne · cm hoặc mô-men xoắn thấp là 7970 dyne · cm. Tốc độ quay thay đổi trong khoảng từ 5 đến 1000 vòng / phút, dẫn đến phạm vi đo độ nhớt từ 0,2–15,000 cP.
Sự chính xác
Độ chính xác của máy đo độ nhớt không chỉ phụ thuộc vào kỹ thuật của chính thiết bị đó mà còn phụ thuộc vào cách kiểm soát nhiệt độ chính xác. Người ta thường thực hiện các phép đo độ nhớt lặp lại được lấy trung bình để đạt được kết quả có độ chính xác liên quan.
Nhớt chuẩn được sử dụng để kiểm tra độ chính xác của máy đo độ nhớt và có thể quan trọng để xác minh sự tuân thủ với các hệ thống chất lượng công nghiệp. Kiểm tra xem nhà sản xuất có cung cấp các tiêu chuẩn phù hợp với ứng dụng của bạn không. Dầu chuẩn và silicone Brookfield cung cấp giá trị độ nhớt chất lỏng không đổi ở 25 ° C. Các loại nhớt chuẩn được khuyến nghị sử dụng trong 1 năm.
Kiểm soát nhiệt độ:
Thể tích mẫu:
Tự động hóa và giao diện máy tính
Hình 2 – Máy đo độ nhớt DV2T của Brookfield Engineering có tính năng 5-in. hiển thị màu để hướng dẫn người dùng thông qua việc tạo thử nghiệm và thu thập dữ liệu.
Các máy đo độ nhớt đơn giản nhất cho phép đo từng lần một, nhưng đối với các phép đo liên tục hoặc các phép đo ở các nhiệt độ khác nhau, rất hữu ích khi có một hệ thống tự động. Hệ thống độ nhớt động học bán tự động của UIC, Inc. (Joliet, IL; www.uicinc.com) có thể xác định độ nhớt của tối đa 12 mẫu đồng thời và độc lập.
Một số thiết bị tự động có thể được kết nối với PC. Kiểm tra xem phần mềm của nhà sản xuất có thể được giao tiếp với hệ thống phòng thí nghiệm nội bộ của bạn hay không nếu được yêu cầu.
Phần mềm WinCT-Viscometer của A&D Weighing sử dụng giao diện RS232C để hiển thị tiến trình đo từ Máy đo độ nhớt Vibro sê-ri SV theo thời gian thực trên PC. Kết quả đo có thể được lưu hoặc phân tích.
Máy đo độ nhớt DV2T từ Phòng thí nghiệm Kỹ thuật Brookfield (Hình 2) có 5-in. hiển thị màu để hướng dẫn người dùng thông qua việc tạo thử nghiệm và thu thập dữ liệu. Các giao thức kiểm tra nhiều bước có thể được tạo bằng phần mềm Trình tạo chương trình và được tải lên DV2T thông qua ổ đĩa flash USB. Dữ liệu kiểm tra có thể được in hoặc gửi tới PC.
Yêu cầu quy định và tiêu chuẩn ngành
CFR21part11 là gì?
- Theo dõi và ghi lại mọi cài đặt hoặc thay đổi đối với cài đặt
- Theo dõi ai thực hiện bất kỳ hoạt động nào
- Đảm bảo chất lượng và tính toàn vẹn của dữ liệu được ghi lại
- Thiết lập hồ sơ người dùng về mặt kiểm soát để đảm bảo phân quyền đúng trách nhiệm ở đúng cấp độ (quản lý người dùng)
Với máy đo độ nhớt DVNEXT phiên bản Compliant.
Máy đo độ lưu biên DVnext phiên bản Compliant bao gồm đầy đủ các tính năng của phiên bản tiêu chuẩn, kết hợp mở rộng thêm một số tính năng như:
- Phát hiện phụ kiện với Bar Code Detection
- Khớp nối từ tính (thay thế EZ-Lock)
- Có thể kết nối Ethernet
- Phù hợp 21CFR11 và Tuân thủ GAMP Kết nối LIMS
- In kết quả thành file PDF, không thể chỉnh sửa
Nguồn bài viết: https://www.labcompare.com/10-Featured-Articles/143121-Viscometers-The-Science-of-Measuring-Fluid-Flow/
Để mua máy đo độ nhớt Brookfield tại Việt Nam, xin vui lòng xem thêm tại đây:
