Tippek és trükkök
Reológia - Hogyan lehet Select a megfelelő mérési geometriát kiválasztani?
A reométerek különböző nyírási deformációk alkalmazásával képesek mérni egy anyag viszkozitását és viszkoelaszticitását.
Egyszerűen fogalmazva, egy anyag viszkozitása az áramlással szembeni ellenállása, a viszkoelaszticitás pedig megmagyarázza, hogy egy anyag inkább folyadékként ("viszkózus") vagy szilárdként ("rugalmas") viselkedik. Ez az információ segíthet a K+F-ben dolgozó tudósoknak például annak meghatározásában, hogy egy intravénásan beadható vagy egy szájon át bevehető gyógyszer lenyelhető-e, és még azt is, hogy a túladagolás megelőzése érdekében idővel stabil diszperzió-e a hatóanyag. A minőségellenőrzési környezetekben is használják annak értékelésére, hogy egy anyag megfelel-e vagy nem felel meg a fontos teljesítménykritériumoknak.
Kinexus sorozat
A Kinexus reométer sorozat a kategória vezető rotációs reométerei. Ezek a reométerek egyedi légcsapágyazással rendelkeznek, ami hihetetlenül érzékennyé teszi őket a small anyagkülönbségekre. Nyomatékérzékenységi képességük még annál is jobb, mintha egy szempillát ejtenénk a műszerre! Mit jelent ez a gyakorlatban? Lehetővé teszi az anyagok egyszerű mérését "nyugalmi" körülmények között. Ezért meg tudjuk határozni, hogy a termékek stabilak lesznek-e, miután a palackban a polcon ültek, azaz a szavatossági idejüket.
Geometria választás
A mérési geometria kiválasztása szándékosan széleskörű. Ez biztosítja, hogy mind az elvégzendő vizsgálat típusának, mind a minta jellegének megfelelő mérőeszközzel rendelkezzen. A szabványos geometriák kategóriái a következők: lemezes rendszerek (párhuzamos lemezek, kúp és lemezek) és hengeres rendszerek (csésze és bobok).
Párhuzamos lemezek
Ezek az egyszerű, lapos felső és alsó lemezek különböző anyagú, átmérőjű és felületű készletek, amelyek hihetetlenül sokoldalúan felhasználhatók.
- Méret - 4 mm-től 60 mm átmérőig terjedő átmérővel, alapfelszereltségként. Ez a széles mérettartomány a különböző viszkozitásokhoz való alkalmazkodáshoz áll rendelkezésre. A kisebb geometriák (<25 mm) nagy viszkozitású (> 10 Pa-s) mintákhoz, a nagyobb geometriák (>50 mm) pedig alacsony viszkozitású (<0,1 Pa-s) anyagokhoz alkalmasak.
- Felületkezelés - lehet sima, érdesített (homokfúvott) vagy fogazott. A makacs mintákhoz különböző felületmegmunkálások állnak rendelkezésre! Az emulziók és az iszapok például hajlamosak lehetnek a csúszásra. Ez a nyírási sebesség mérése során a viszkozitás csökkenésében/csökkenésében nyilvánul meg. Ha a viszkozitás hirtelen csökkenését tapasztalja, és csúszásra gyanakszik, váltson át érdesített felületkezelés használatára (lásd a 2. ábrát) az ilyen minták esetében. Az anyag áramlásának ösztönzése érdekében biztosítson extra tapadást egy módosított felületi felületű felület segítségével.
- Mérési hézag - párhuzamos lemezekkel változtatható. Ez a rugalmas funkció azt jelenti, hogy a hézagok a minták viszkozitásának megfelelően alakíthatók (azaz kisebb hézagok az alacsonyabb viszkozitású mintákhoz) és különböző nyírási sebességek eléréséhez. A kisebb hézagok nagyobb nyírási sebességnek teszik ki a mintákat (azonos szögsebesség mellett), míg a nagyobb hézagok csak kisebb nyírási sebességet érnek el. A változtatható rés kompromisszumaként ezeknél a mérőrendszereknél egy átlagos nyírási sebességet alkalmaznak a mintára, ezért az eredmények nem abszolút értékűek (mint a kúpok és lemezek esetében). Ezenkívül általános szabályként, ha részecskék vannak jelen, a select mérési rés legalább 10-szer nagyobb, mint a legnagyobb részecskék. Ez megakadályozza, hogy a részecskék a mérés során elakadjanak, ami artefaktumokat okoz az eredményekben.
- Anyagok - a kínált standard geometriák rozsdamentes acélból (SS316L) készülnek, amely a legtöbb laboratóriumi környezetben tökéletesen megfelel, mivel a mintatípusok széles skálájával kompatibilis, és könnyen tisztítható oldószerekkel. Bizonyos körülmények között azonban, amikor savas mintákkal dolgozunk, egy polimer geometria megfelelőbb lehet. Például PEEK és akril geometriák (lásd a 3. ábrát) választhatók. További előnyük, hogy könnyebbek, és ezért hasznosak az alacsony viszkozitású mintákon végzett nagyfrekvenciás rezgésmérésekhez. Ezenkívül titán, alumínium és hastelloy acél geometriák is rendelkezésre állnak.
Kúpok és tányérok
A kúp és lemez kombinációk egy lapos alsó lemezből és egy felső kúp alakú geometriából állnak, és különböző anyagokból és felületi kivitelben kaphatók, pl. érdesítettek a minta elcsúszásának megakadályozása érdekében. A kúp csúcsa csonka, és az ilyen geometriájú méréseket egy beállított (a szoftver által automatikusan vezérelt) résnél kell elvégezni. Ennek célja az abszolút viszkozitásmérések lehetővé tétele, így bárhol is legyen a minta a kúp felületén, ugyanolyan nyírási sebességnek lesz kitéve - ez jelentős előny a párhuzamos lemezgeometriákkal szemben.
- Kúpszögek - a felső geometria szöge jellemzően 0,5° és 4° között változhat. A választék lehetővé teszi a select kúpválasztást a különböző nyírási sebességek elérése érdekében. Minél kisebb a kúpszög, annál nagyobb az elérhető nyírási sebesség. A részecskék jelenlétét (és méretét) azonban még mindig figyelembe kell venni. A kúp és a lemezek fix (névleges) mérési réssel rendelkeznek; 1°-os kúp esetén a rés 30 mikron, 2°-os kúp esetén 70 mikron, 4°-os kúp esetén 150 mikron. A részecskéknek még mindig legalább 10-szer kisebbnek kell lenniük ezeknél a hézagoknál, hogy megakadályozzák, hogy elakadjanak a geometria csúcsán. Ez különösen a kúpok használata esetén jelenthet korlátot a részecske-diszperziók esetében, figyelembe véve a small csonka hézagot, és a lemezgeometriák alkalmasabbak a nagy töltésű mintákhoz, mivel a mérési hézag ennek megfelelően módosítható. Ha nincsenek részecskék (vagy nagyon small részecskék), akkor nincs gond!
Csészék és Bobok
A csésze és bob geometriák egyszerűen egy alsó csészét tartalmaznak a minta befogadására, és egy felső bobot a méréshez. A többi mérőrendszerhez hasonlóan a felületkezeléshez és a különböző anyagokhoz is vannak lehetőségek. Hasznosak az alacsonyabb viszkozitású mintákhoz, mivel a nagyobb felület miatt érzékenyebbek. A felső bob és az alsó csésze fala közötti viszonylag large rés előnyös, ha a minták nagyobb részecskékkel rendelkeznek, mert nem akadnak el. Azonban az alacsony viszkozitású anyagok mérésekor bármilyen nagyobb hézaggal óvatosnak kell lenni a Taylor-féle (nem nyíró) áramlás kialakulásától, amely befolyásolja az eredményeket. Ez a nagyobb nyírási sebességeknél a viszkozitás hamis növekedésével észlelhető. A mintatöltés megkönnyítése érdekében választhatók töltőjelekkel ellátott csészék, valamint a mérések közötti könnyebb tisztítás érdekében levehető aljjal, bár ez nem olyan egyszerű, mint egy alsó lapos lemez tisztítása, ezért figyelembe kell venni, hogy mennyire könnyű a minták tisztítása.
- Felületkezelés - a csúszós mintákhoz használhatunk érdesített (homokfúvott) vagy fogazott (~1 mm-es négyzet alakú piramis "fogak") csészét és bobot is. Ha a mintában részecskék vannak és ülepedés történik, a spirális bob segíthet lassítani/megakadályozni a diszperzió leülepedését a
mérés során. Ha a diszperzió nagyon instabil, akkor egy lapát használata hatékonyabb (lásd az 1. ábrát). - A szárnyas eszközök - nagyon finom szerkezetű minták, például habok vagy puha, folyáshatárral rendelkező szilárd anyagok, például joghurtok méréséhez hasznosak. A lapát alakja (lásd az 1. ábrát) alkalmas a minta felszeletelésére anélkül, hogy a mérés előtt a szerkezet túl nagy részét megzavarná/megsemmisítené (a szilárd bobhoz képest).
- Dupla rés - rendkívül alacsony viszkozitású minták esetében ezek a geometriák jó választásnak bizonyulnak. Amint látható (4. ábra), a felső bob üreges, ami extra mérési felületet és következésképpen jobb érzékenységet biztosít. Ezen geometriák használata a viszonylag large térfogatigény miatt ajánlott a magas hőmérsékleten illékonyabb mintákhoz (a magas hőmérsékleten viszonylag illékony mintákhoz a kettős hézagot oldószercsapdával együtt kell használni).
Kérdések, amelyeket fel kell tennie magának
A geometria kiválasztására nincs szigorú szabály, mivel ez a cikk számos olyan tényezőt emel ki, amelyek szerepet játszhatnak. De amikor egy új minta és geometria kiválasztását fontolgatja, tegye fel magának a kérdést:
Milyen a mintám általános viszkozitása?
- Ha vízszerű, alacsony viszkozitású, select large átmérőjű kúp/lemez vagy lemez/lemez geometria (>50 mm).
- Ha szabadon folyó folyadékról van szó (pl. tusfürdő), akkor egy medium-méretű geometria jól működik (40 mm.)
- Ha nagyon merev, sűrű mintával rendelkezik (szirup), akkor a small geometriát kell választani (<40 mm).
- Ha nagyon alacsony viszkozitású vagy illékony mintája van, fontolja meg a csésze és bóbita vagy kettős rés használatát. Párolgó minták esetén oldószercsapdát kell használni.
Vannak részecskék a mintáimban?
- Ha a válasz igen, milyen méretűek? A mérőhézagnak legalább 10-szer nagyobbnak kell lennie, mint a legnagyobb részecskeméret, amely párhuzamos lemezek esetén megváltoztatható.
- A csésze- és bobrendszereket is meg kell fontolni, különösen ülepedő minták esetén, ahol a keringő hornyos bobok előnyösek.
Milyen a mintám összetétele?
- Hajlamos a mintám a csúszásra? Az emulziók vagy koncentrált diszperziók csúszhatnak a sima geometriákon. Fontolja meg érdesített vagy fogazott felületű (lemezek esetében) és érdesített vagy fogazott (bobok esetében) felületű minták használatát.
- Kényes szerkezetű a mintám? A szárnyas szerszám használható olyan mintákon, mint a habok vagy puha szilárd anyagok, folyáshatármérésekhez.
- A mintám agresszív? A savas minták helyett polimer PEEK anyagokkal mérhetők.
Kezdje ezekkel az egyszerű kérdésekkel, és tekintse át az eredményeit. A Kinexus nagyon elnéző, és extra információkat nyújt, hogy a felhasználók biztosak lehessenek abban, hogy a megfelelő geometriát választották ki. Az okos funkciója, hogy könnyen át lehet váltani egy másik geometriára, és az automatikus felismerés szórakoztatóvá és könnyeddé teszi az új minták tesztelését!