正弦波振動式粘度計的粘度檢測單元由兩個感測器碟片組成,它象音叉一樣以固定頻率的正弦波反向驅動兩個感測器碟片。
定義,工作原理,採用共振的優點,產品特點,
定義
工作原理
感測器碟片與驅動電磁力以相同頻率形成共振。它的整個結構的特性都是為了要得到一個共振測定系統而設計。共振的套用是這個粘度計最顯著的特徵。當檢測單元振動的時候,它會通過彈簧盤產生的相當大的反作用力在支持感測器碟片的支撐單元上。然而,每個感測器碟片都是以固定頻率及振幅彼此反向驅動,其目的是為抵消反作用力,以獲得穩定的正弦波振動。
我們將感應器碟子放入一個樣品中。當彈簧盤以固定頻率振動的時,因感應器碟片與粘性樣品的磨擦力不同,振幅會有所不同,為得到相同振幅,粘度計控制彈簧盤的驅動電流來確保證相同的振幅。因為,粘質的磨擦力與粘度成正比,為得到不同粘質有固定頻率和相同振幅,驅動電流也必需與粘度成正比。
振動式粘度計通過測量以固定頻率和振幅不斷振動的驅動電流,以驅動電流與粘度之間的比例關係來獲得粘度。電磁驅動單元利用檢測單元的共振控制感測器碟片在同樣的樣品以恆定的振幅振動。驅動電流作為激勵源被檢測到,驅動電流的大小在感應器碟片之間的樣品粘度如(圖2)呈一定的相互關係。
A&D振動式粘度計SV系列是為粘度的精確測量而設計的,它為寬範圍的動力學和高解析度的粘度測量提供了方便,它以大約等同於檢測系統的共振頻率的30赫茲的頻率振動。
因此, SV-10可從0.3 mPa.s 到 10,000 mPa.s(SV-100 從1000 mPa.s 到 100,000 mPa.s)極寬的動態測量範圍。並具備精確(重複性)穩定的連續測量。 極寬的動態範圍使得從溶膠狀變為凝膠狀的觸變性液體的粘度變化過程測量成為可能,或在樹脂、膠狀物或油漆的生成過程中,使用傳統的旋轉粘度計不能連續測量的情況下,可用振動式粘度計來測量。
採用共振的優點
測定和檢測系統採用共振的優點如下:
1) 低粘度範圍的高靈敏感粘度檢測
檢測單元共振允許對比較低的粘度範圍進行高靈敏感的粘度檢測,因為只需要一個很小的電流就能獲得到有效的推動力量,所以能實現寬動態範圍和高解析度的粘度測量。
2) 不受慣性影響
慣性和感測器碟片的回覆力相互抵消,激勵力( 驅動電流)只受粘度大小的影響。
3) 快速及粘度實時跟蹤測量
感測器碟片的振動系統不受慣性和回復力的影響,因此它是可以快速跟蹤粘度快速變化的樣品。
產品特點
1. 實時對溫度及粘度測量
對樣品進行實時粘度測量的同時的測量樣品的溫度,能獲得樣品的粘度和溫度變化之間的相互關係。
2. 高精度測量
全新研發的SV方法(音叉型)確保粘度測量有重複精度高達1%。
3. 寬範圍測量
從低至0.3mPa.s(1000mPa.s)到高到10,000mPa.s(100,000mPa.s)的粘度範圍內,連續粘度測量而無需更換感測器碟片。(若使用旋轉粘度計,需要更換轉子,因此不能實現連續測量)
4. 快速測量
因為,粘度檢測單元(感測器碟片)的表面積小,熱容量少,樣品的溫度和感測器碟片能在短時間內達到熱平衡,溫度測量快捷準確。(若使用旋轉粘度計,因轉子的表面積大/熱容量大,它需花幾分鐘才能達到熱平衡)
5. 連續測量
因為感測器碟片的熱容量小,引起測定的樣品溫度變化小,所以粘度的長時間連續測量成為可能。
6. 高重複性
為實現在穩定的條件,測量樣品的粘度變化,使用薄片形感測器碟片從而避免使樣品的結構變化,甚至非牛頓流體粘度也能以獲得高重複性測量。
7. 對乳膠狀液體的測量
含泡沫的膠狀物樣品也能以一種穩定的狀態下被測量。因感測器碟片的頻率低至30Hz,小的泡沫不會被破壞,也不會擴散為大泡沫。
8. 對流動樣品的測量
兩個感測器碟片互相抵消的影響使它可能測量活潑的或流動的樣品粘度(旋轉粘度計因為旋轉方向的影響不能夠測量如此的樣品)
9. 線上測量
既然可以測量流動樣品,在生產線通過安裝一個旁路分流槽可實現線上測量。 實驗室和生產線能共享同一組數據管理。
10. 對雲點及冷凝點的測量
能連續測量樣品的特性變化,因為它具有高解析度和感測器碟片無慣性等不安定因素,在臨界點例如:以雲點或冷凝點能通過粘度變化觀察得到。
11. 軟體檢測及數據記錄
WinCT-Viscosity視窗通信軟體為SV系列的標準配置,如圖3所示的粘度和溫度數據能通過軟體產生曲線圖。