Въведение
Геометриите, създаващи равномерен профил на скоростта на срязване, като конус/плоча и цилиндрични системи, са предпочитани за ротационни измервания, тъй като те водят до абсолютни стойности на вискозитета на срязване. Скоростта на срязване и напрежението на срязване, приложени върху образеца, се определят ясно, като се използва измервателната междина съответно с преместването и въртящия момент.
Широк кръг от материали обаче не може да се измерва с такива геометрии, например ако настъпи утаяване или ако пробата съдържа частици с размер large. В тези случаи определянето на вискозитета все пак е възможно, като се използва "относителна" геометрия, наречена така, защото профилът на скоростта на срязване не е напълно равномерен.
Фигура 1 показва една от тези геометрии. Двойната орбитална топка е разработена за измервания на строителни материали, които често съдържат large частици.
Измерванията, извършени върху два образеца с двойната орбитална топка и с едно и също устройство, могат да се сравняват помежду си. Въпреки това трябва да се има предвид, че те не са 100% точни поради приложеното неравномерно поле на срязване.
В следващото обсъждане измерването, извършено с абсолютна геометрия, се сравнява с това, извършено с двойна орбитална топка.
Параметри на измерването
Измерването на ротацията (вискозитета) е извършено върху боя за стена с двойна орбитална топка (относителна геометрия) и система конус/плоча (абсолютна геометрия).
Условията, използвани за изпитванията, са обобщени в таблица 1.
За всички реометри геометричните константи се използват като коефициенти на преобразуване, като се вземат параметрите на инструмента, като въртящ момент и преместване, и се преобразуват в напрежение и скорост на срязване. За конуса и плочата тези константи са добре дефинирани1. За относителна геометрия, като например двойната орбитална топка, се използва алтернативна процедура2, за да се постигне близко съответствие с абсолютната геометрия.
1 Macosko CW: Rheology Concepts, Principles and Applications, Wiley-VCH (1992)
2 Duffy JJ, Hill AJ, Murphy SH: Simple method for determining stress and strain constants for non-standard measuring systems on a rotational rheometer, Appl. Rheol. 25 (2015) 42670
Таблица 1: Условия за изпитване
| Образец | Боя за стена | |
| Устройство | Kinexus ultra + | |
| Геометрия | Абсолютна: CP1/40 (конусна плоча, диаметър: 40 mm, ъгъл на конуса: 1°) | Двойна орбитална топка |
| Разстояние | 26 μm | 1 мм (Разстояние между топките и дъното на чашата) |
| Скорост на срязване | 0.1 до 100 s-1 | |
Резултати от измерването
На фигура 2 са показани получените криви от двете измервания по време на измерването на вискозитета в стационарно състояние между 0,1 и 100 s-1.
Кривите показват добро съответствие между стойностите на вискозитета при срязване, получени с двойната орбитална топка, и тези, произтичащи от измерването със системата конус/плоча през трите десетилетия на скоростта на срязване.
Заключение
Абсолютна геометрия, като например геометрия на конус/плоча, е първият избор за получаване на стойности на вискозитета на срязване. Въпреки това, ако пробата е много нестабилна, т.е. настъпва утаяване или разделяне, или ако пробата съдържа частици large, абсолютната геометрия не е подходяща, тъй като стойностите на вискозитета на срязване не са представителни. Двойната орбитална топка дава по-последователна и представителна информация за вискозитета на пробата по време на реологичното изпитване. В този пример е показано, че измерванията с геометрията на двойната орбитална топка осигуряват представителни стойности на вискозитета на срязване на материала.