همه چیز درباره ویسکومتر ( ویسکوزیمتر )

اولین سوالی که با خواندن واژه ” ویسکومتر یا ویسکوزیمتر ” در ذهن ایجاد می‌شود، آن است که واژه ویسکوزیته که در این اصطلاح استفاده شده است، به چه معناست؟ ویسکوزیته بخش اصلی ویسکومتر را تشکیل می‌دهد و با نام گرانروی نیز شناخته می‌شود. ویسکوزیته یک مایع، اندازه‌گیری مقاومت مایع به تغییر شکل تدریجی است که به واسطه تنش‌های برشی و یا تنش‌های کششی ایجاد می‌گردد. در مایعات، ویسکوزیته به معنای غیر رسمی “غلظت” نیز شناخته می‌شود. برای مثال، ماده‌ای مانند عسل، ویسکوزیته بالاتری نسبت به آب دارد.
ویسکومتر ها ( ویسکوزیمتر )، برای اندازه گیری ویسکوزیته مایعات طراحی شده‌اند. اندازه‌گیری ویسکوزیته مایعاتی که جریان دارند و در نتیجه ویسکوزیته متفاوتی خواهند داشت، به واسطه رئومتر انجام می‌گیرد.
در این مقاله تلاش شده است، اطلاعات مفیدی در زمینه انواع ویسکومتر ها، شرایط نگهداری و تعمیر ویسکومترها، شرایط محیطی نصب و راه اندازی ویسکومترها، ارائه شود.

ویسکومتر ( ویسکوزیمتر ) چیست؟

در حالت کلی در یک ویسکومتر دو حالت وجود دارد:
یا مایع ویسکوز ساکن است و یک شی جانبی در داخل آن (ابزار اندازه گیری ویسکوزیته) حرکت می کند و یا وسیله اندازه گیری ویسکوزیته ساکن بوده و سیال ویسکوز حرکت می کند.نیروی کششی که سبب ایجاد حرکت نسبی سیال نسبت به سطح می شود می تواند به عنوان عاملی برای اندازه گیری ویسکوزیته به کار گرفته شود.حالت جریان باید به گونه ای باشد که عدد رینولدز به حدی کوچک باشد که بتوان جریان را آرام فرض نمود.
در دمای ۲۰ درجه سلسیوس ویسکوزیته آب ۱٫۰۰۲mpa.s است و ویسکوزیته جنبشی آن (نسبت ویسکوزیته با دانسیته) برابر با ۱٫۰۰۳۸mm2/s است لازم به ذکر است مقادیر فوق جهت کالیبراسیون ویسکومتر ها ( ویسکوزیمتر ) به کار می رود.

انواع ویسکومتر ها ( ویسکوزیمتر )

ویسکومترهای U شکل (U-tube viscometers)

این نوع ویسکومتر ها ( ویسکوزیمتر ) بیشتر به افتخار ویلیام استوالد(Wilhelm Ostwald) با عنوان ویسکومتر استوالد(Ostwald viscometers)شناخته می شوند که به ویسکومتر های شیشه ای مویین هم مشهور هستند.از انواع دیگر می توان به ویسکومتر های آبلهود(Ubbelohde viscometer) اشاره نمود.این نوع ویسکومتر ( ویسکوزیمتر )اساسا از یک لوله شیشه ای U شکل که بصورت عمودی و در یک حمام کنترل دما قرار دارد تشکیل شده است.در یک سمت این لوله یک مقطع عمودی با قطر باریک که دقیقا اندازه گیری شده است قرار دارد(یک لوله موئین با قطر مشخص).در بالای این قسمت یک منطقه بر آمده قرار دارد و یک بر آمدی دیگر پایین تر از آن در سمت دیگر لوله قرار داده شده است که در هنگام استفاده سیال بوسیله یک مکنده(Suction) از محفظه پایینی به محفظه بالایی کشیده می شود و سپس اجازه داده می شود تا از طریق لوله موئین به محفظه پایینی جریان یابد.

دو نشانه موجود در بالا و پایین محفظه بالایی حجم مشخصی را نشان می دهند که زمان مورد نیاز تا انتقال سیال بین این دو نشان با ویسکوزیته جنبشی متناسب است.اکثر واحد های تجاری یک فاکتور تبدیل برای این مورد تهیه می کنند که با یک مایع با مشخصات کاملا معین(مثلا آب مقطر) کالیبره می شود.

برند ویسکومتر های شیشه ای

بهار تجهیز آماده فروش ویسکومتر شیشه ای در حجم های مختلف به صورت تک و عمده می باشد.تمامی ویسکومترها مطابق با استاندارد ASTM میباشد و هر ویسکومتر با گواهی کالیبراسیون عرضه میگردد.برند این نوع ویسکومتر ( ویسکوزیمتر ) فیشر امریکا می باشد.

 یکی از کاربردی ترین شیشه آلات آزمایشگاهی ویسکومترهای استوالد و آبلهود می باشند.

ویسکومترهای سقوطی (Falling sphere viscometers)

قانون استوکس (Stokes’ law) اساس ویسکومتر های سقوطی ( ویسکوزیمتر سقوطی ) را تشکیل می دهد.در صورتی که سیال بصورت استاتیک در داخل یک لوله عمودی شیشه ای قرار دارد اجازه می دهیم یک شار فلزی کوچک که اندازه و دانسیته آن مشخص است در داخل سیال سقوط کند .اگر شما بتوانید سرعت سقوط شار ( مدت زمان لازم برای عبور شار از میان دو شاخص) را به درستی ثبت نمایید(برای راحتی کار و دقت بالا می توان از حسگر های الکترونیکی برای این کار استفاده نمود). با در دست داشتن سرعت شار،اندازه و دانسیته شار و دانسیته سیال مورد نظر می توان از قانون استوکس برای محاسبه ویسکوزیته سیال استفاده نمود.یک سری از گلوله های فلزی با اندازه ها متفاوت جهت بالا بردن دقت محاسبات باید به کار گرفته شوند.

ویسکومترهای لرزشی ( ویسکوزیمتر لرزشی ) (Vibrational viscometers)

مبنای کار ویسکومتر های لرزشی اندازه گیری مقدار کاهش نوسانات الکترومغناطیسی لرزاننده هنگام لرزش در داخل سیال مورد آزمایش است.لرزاننده معمولا بصورت دورانی(بوسیله یک سگدست متصل به یک موتور الکتریکی) یا ارتعاشی(بصورت دیاپازونی) کار می کنند .هر قدر ویسکوزیته سیال بالا باشد به همان میزان هم میزان افت لرزش های ایجاد شده توسط لرزاننده بیشتر خواهد بود.

نتیجه ارائه شده توسط دستگاه های سنجش ویسکوزیته با روش ارتعاشی به دلیل عدم اندازه گیری تنش سطحی(shear field) جهت اندازه گیری ویسکوزیته سیالاتی که رفتار جریانی آن برای کاربر نامشخص است نمی تواند قابل اطمینان باشد.

ویسکومتر های لرزشی برای اندازه گیری ویسکوزیته درطی فرآیندهای صنعتی به کار می رود.
در اینگونه ویسکومتر ها ( ویسکوزیمتر ) سنسوربه میله نوسانگر متصل می شود .تغییرات دامنه نوسانگر با ویسکوزیته سیالی که بخش لرزاننده ویسکومتر را می پوشاند متناسب است.این روش برای اندازه گیری ویسکوزیته سیالات ژلاتینی و سیالاتی با ویسکوزیته بالا (بالای ۱۰۰۰pa.s) کاربرد دارد.در حال حاظر به دلیل کارایی بالای این ویسکومتر ها صنایع توجه خود را معطوف استفاده بهینه از اینگونه ویسکومتر ها نموده و سعی در افزایش دقت و کارآیی این نوع دارند.

ویسکومترهای دورانی (Rotation viscometers)

اینگونه ویسکومتر ها ( ویسکوزیمتر ) بر ایده اندازه گیری مقدار گشتاور لازم جهت به چرخش در آوردن یک جسم خارجی در داخل سیال استوار هستند که می تواند راهی برای اندازه گیری ویسکوزیته سیال باشد.

در کل دو نوع مشخص از این نوع ویسکومتر ها ( ویسکوزیمتر ) مورد استفاده قرار می گیرد که با نام های تجاری”Couette و “Searle”شناخته می شوند که اختلاف آنها در چرخش فنجانی و شاغولی است.دوران فنجانی در بسیاری از موارد بر دوران شاغولی ارجحیت دارد زیرا در این روش امکان کنترل جریان های گردابی بهتر صورت می گیرد.اما در این متد ثابت نگه داشتن دمای سیال تا حدی دشوار است.

ویسکومترهای استابینگر (Stabinger Viscometer)

با تغییر ویسکومتر های نوع چرخشی (Couette rotational viscometer) و ساخت این نوع ویسکومتر ها ( ویسکوزیمتر ) به دقت بسیار بالایی در اندازه گیری ویسکوزیته جنبشی سیال می توان دست یافت.سیلندر داخلی ویسکومتر های استابینگر (Stabinger Viscometer) گود تر و نسبت به ویسکومتر های نوع قبلی سبکتر طراحی شده اند به همین دلیل به آسانی در داخل نمونه شناور می گردند و به دلیل نیروی گریز از مرکز دقیقا در بخش مرکزی قرار می گیرند.اندازه گیری سرعت و گشتاور در این نوع با اندازه گیری چرخش میدان مغناطیسی و حرکات گردابی و بدون هیچگونه تماس مستقیمی صورت می گیرد.

نگهداری و تعمیر ویسکوزیمتر :

• از کار در مکان هایی که نوسانات برق وجود دارد بپرهیزید.
• آب و مواد مرطوب روی دستگاه ریخته نشود.
• به دستگاه ضربه زده نشود.
• با ولتاژ کم روشن شود.
• از اتصال کوتاه مداوم خروجی جلوگیری شود.
• پس از اتمام کار کلید دستگاه را بر روی OFF قرار داده و کابل برق را قطع نمایید.

شرایط محیطی نصب و راه اندازی ( ویسکوزیمتر )

• کنتور برق تک فاز ۱۲ آمپر
• محدوده دمایی بین ۴۵ تا۲درجه سانتیگراد
• محدوده رطوبتی قابل تحمل برای دستگاه ۶۲ – %۱۲%

آزمون تحویل دهی

ابتدا ویسکوزیمتر استوالد با سولفوکرومیک اسید شست و شو داده شد. سپس با آب مقطر آبکشی آن انجام گرفت. سپس به طور قائم داخل حمام آب گرم قرار داده شد. درون ویسکوزیمتر به اندازه ای که تا نیمه حباب بزرگ پر شود آب مقطر ریخته شد. در دمای محیط (۵۸درجه سانتی گراد) ، به کمک پیپت یا مکیدن آب را به لوله ای که دارای دو حباب کوچک است به بالا کشیده شود. آب تا بالاترین علامت کشیده شود و سپس هم زمان با رها کردن مکش و عبور از خط مشخص شده، کرنومتر به کار انداخته شد. سپس زمان در هنگام عبور از عالمت دوم متوقف شد. زمان در جدول داده ها ثبت گردید. این آزمایش چهار مرتبه انجام شد و برای دو دمای ۶۸ و ۷۸ درجه سانتی گراد نیز انجام و یادداشت گردید.

فروش شیشه آلات آزمایشگاهی ( ویسکومتر )

بهار تجهیز آماده فروش انواع ویسکومتر در حجم های مختلف به صورت تک و عمده می باشد.شما می توانید برای اطلاعات بیشتر در مورد قیمت و نحوه خرید به قسمت تماس با ما مراجعه و از طریق فرم یا شماره های تلفن با ما تماس بگیرید.همچنین میتوانید از فرم ثبت سفارش استفاده کنید و محصول در خواستی خود را به صورت آنلاین سفارش دهید.