Вискозиметры и все что нужно о них знать
Представленное сегодня на рынке лабораторное оборудование многогранно. Одним из распространенных приборов является вискозиметр, используемый для работы с жидкостями и измерения их параметров. Существует несколько типов аппаратов, каждый из которых имеет отличия в конструкции, функциональном назначении и области применения.
Поэтому имеет смысл рассказать об особенностях каждого из видов оборудования. Но для начала немного общей информации.
Что такое вискозиметр
Это прибор, предназначенный для измерения динамической и кинетической вязкости различных жидкостей. Название аппарата является производным от латинского «Viscosus», что дословно в переводе на русский язык означает «вязкий».
Вискозиметры в настоящее время широко используются во многих отраслях. Среди них:
- нефтеперерабатывающая и химическая промышленность;
- пищевое производство;
- фармацевтика и медицина;
- строительство, лакокрасочная сфера.
Во всех перечисленных областях и не только важна определенная вязкость жидкостей. Например, в медицине это один из показателей крови. В пищевой промышленности вискозиметрами измеряют вязкость молочных продуктов или меда. Этот параметр крайне важен и для нефти, из которой делают моторные масла и другие виды топлива.
Какой бывает вязкость
Выше уже указывалось, что вязкость бывает двух категорий: динамическая и кинетическая. Первый тип говорит об уровне текучести жидкости в нормальных условиях. Поэтому измерения делаются при температуре рабочей жидкости и окружающей среды на уровне 18-22 градусов.
Кинетическая вязкость означает показатель текучести вещества при внешних воздействиях. Чаще всего это температура или давление. Например, характеристики моторного масла могут существенно отличатся в зависимости от температурных условий. В заводском руководстве обязательно указываются температуры, в пределах которых смазка сохраняет свои свойства.
Виды вискозиметров
Есть несколько разновидностей приборов, которые отличаются конструкцией и принципами проведения измерений. Вот краткое описание каждого из них.
Ротационный. Его считают самым сложным в техническом плане среди всех существующих ныне вискозиметров. Внешне он немного напоминает классический кухонный миксер, но на деле это крайне сложное устройство.
С помощью него измеряют динамическую вязкость. Электронный блок содержит на конце шпиндель, погружаемый в исследуемую жидкость. За счет своей вязкости она замедляет вращение шпинделя. Обороты подсчитывает автоматика с выводом результатов на монитор.
Ротационные вискозиметры являются единственными с помощью которых определяется истинная вязкость как ньютоновских, так и неньютоновских жидкостей.
Капиллярные. У них множество вариантов исполнения, которые появлялись в разные годы. Многие названы в честь ученых, которым принадлежит авторство. Однако принцип действия все равно остается один: измеряется время, за которое исследуемая жидкость вытекает через отверстие (капилляр). Чем медленнее происходит процесс, тем выше вязкость. В завершении окончательные расчеты делаются при помощи специальных таблиц.
С движущимся шариком. Принцип действия достаточно прост и основан на известном физическом законе Стокса. Тем не менее, прибор отличает лабораторная точность измерений.
Внешне вискозиметр представляет собой наклоненную колбу с шариком, которая способна поворачиваться на 180 градусов. В колбу заливается тестируемая жидкость. Сами исследования заключаются в отсчете времени, за которое шарик падает до контрольной отметки.
Однако результаты измерений в значительной степени зависят от реакции оператора, проводящего тесты. Однако благодаря вращению колбы можно сделать несколько проб и по ним вывести среднее значение по вязкости.
Некоторые модели вискозиметров автоматизированы. Поэтому влияние человеческого фактора на результаты измерений сводятся к минимуму.
Вибрационный. Принцип действия этой разновидности уже понятен из названия. В исследуемую жидкость погружается зонд, создающий вибрации. Уровень текучести напрямую связан с резонансной частотой колебаний. Полученные результаты замеров обладают лабораторной точностью.
Еще одна отличительная особенность – возможность проведения тестов в процессе химической реакции. Это дает представление о степени готовности жидкости для дальнейшей работы с ней.
Кроме того, такие вискозиметры являются неотъемлемой частью производственных линий. Например, их монтируют в трубопроводы с нефтью и другими жидкостями. Некоторые модели адаптированы к работе в условиях высоких температур.
Пузырьковый. Он во многом напоминает устройство с шариком. Однако здесь засекается время, за которое пузырек воздуха, иного газа поднимется на поверхность жидкости. Измерения не отличаются большой точностью, поэтому такие вискозиметры используются нечасто.
Чашка-вискозиметр. Это самое простое приспособление, которое используется перед нанесением лакокрасочных материалов на различные поверхности. Его считают упрощенной разновидностью капиллярного вискозиметра.
Дело в том, что краски без растворителя обладают разной вязкостью. Это имеет большое значение при малярных работах с использованием краскопульта. Слишком плотные составы приводят к забиванию отверстия сопла. Кроме того, краска может плохо ложится на стены, потолки с оставлением неприглядных следов.
Поэтому возникает необходимость в предварительном использовании вискозиметра. По результатам замеров определяется то количество растворителя, которое нужно добавить в краску.
Устройство крайне простое по своей конструкции. Это воронка (обычно объемом 100 мл) с ручкой, куда заливается краска. В воронке есть небольшое отверстие диаметром в несколько миллиметров. Перед залитием краски оно предварительно закрывается пальцем. После заполнение воронки палец убирается. Плотность состава определяется по времени, за который он вытекает через воронку.
Для достоверности замеры проводят при нормальной комнатной температуре. Кроме того в расчет не берутся остаточные капли.
По каждой из распространенных красок существуют свои стандарты по времени. Например, для эмали это 15-25 секунд, по автоэмали 15-20 сек. Самый длительный интервал для латексной краски – 35-45 секунд.
Обычно устройство предназначено для одноразового использования. Ведь остатки краски могут сузить диаметр воронки. А раз так, то все последующие измерения будут идти с искаженными результатами. Если же все-таки планируется использовать чашку повторно, то ее необходимо предварительно тщательно промыть.
Вискозиметры входят в стандартную комплектацию многих краскопультов. Ведь несоблюдение требований по допустимой вязкости может легко вывести технику из строя. Поэтому в заводском руководстве есть специальная оговорка. К примеру, если пишется «допустимая вязкость материала – 30 DIN.сек», то это означает, что распылять можно жидкости, проходящие через воронку не более чем за 30 секунд. Может существовать и другая формулировка предостережений.
Суттарда. Это также несложное устройство, используемое в бытовых нуждах, и прежде всего в строительстве. В комплектацию входят полый металлический цилиндр (устойчивый к коррозии), а также диск с нанесенной шкалой.
Принцип действия предельно прост. Цилиндр ставится в центр диска и в него до краев вливается испытываемая жидкость. После цилиндр убирается. По тому, с какой скоростью состав растекается по диску, определяется его вязкость.
Такое приспособление используется для определения плотности жидких строительных смесей (клей, штукатурка, шпаклевка). Оптимальная плотность состава способствует его быстрому нанесению и долговечности.
Тонкости ухода за вискозиметром
Особых хитростей здесь нет. Единственное требование – очищать вискозиметр от остатков рабочей жидкости после каждого использования. В зависимости от типа вещества используют воду, растворители или специальные моющие средства.
Когда вискозиметры используются в ГРОЕИ (государственном регулировании обеспечения единиц измерения), они ежегодно подлежат поверке. Прежде всего, это касается автоматических цифровых систем. Осуществляется поверка посредством измерения специальных поверочных жидкостей с эталонной вязкостью. Поскольку их текучесть заведомо известна, можно выявить погрешность, которой обладает прибор.
Даже если вискозиметр не нуждается в поверке, все равно периодически желательно проверять точность его измерений. Эту задачу помогут решить специалисты, осуществляющие сервисное обслуживание техники.
Группа компаний UED готова предложить своим новым и постоянным партнерам широкий спектр вискозиметров: от самых простых до ультрасложных и современных. В подробном каталоге по приемлемым ценам представлена продукция от ведущих отечественных и мировых фирм.
Перед приобретением оборудования каждый клиент получает исчерпывающие консультации относительно выбора вискозиметра для конкретных нужд, условий его эксплуатации и обслуживания.
Поставка приборов осуществляется в любой уголок России и стран СНГ. Отлаженные логистика и складская система позволяют оперативно осуществить отгрузку по адресу, указанному покупателем. В обязательном порядке предусмотрены гарантийные обязательства и сервисное обслуживание. При возникновении потребностей предоставляется методологическая поддержка.