Erinevate vedelike viskoossust mõõdetakse spetsiaalsete seadmete – viskosimeetritega. Omaduste ja disaini järgi eristatakse neid seadmeid mitut tüüpi. Üks neist on pöörlev viskosimeeter, mis suudab hinnata keskkonna läbilaskvust.
Erinevad seadmed
Vedeliku viskoossuse mõõtmiseks kasutatavad instrumendid jagunevad tavaliselt kolme suurde rühma:
Kapillaarne viskosimeeter
Mehaaniline viskosimeeter
Rotatsiooniviskosimeeter
Vaatleme iga liiki üksikasjalikum alt.
Mehaanilised seadmed
Mehaaniliste viskosimeetrite kategooria hõlmab erinevaid seadmeid, mis põhinevad vedelike mehaanilistel omadustel. Need võivad olla resonants-, mulli-, pallitüüpi arvestid. Kui laboris kasutatakse kõige sagedamini kahte esimest tüüpi, siis viimast leidub igapäevaelus. Selle tööpõhimõte põhineb Galileo avastamisel.
Seadme sees on "putka", kus pall asub. Pärast seadme vedelikuga täitmistmille viskoossus tuleb määrata, pall langeb. Mõõdetakse täpne aeg, mis kulub palli langemiseks kontaktalale. Tingimuslik viskoossus määratakse selle ajaintervalliga.
Kapillaarset tüüpi seadmed
Oma konstruktsiooniga kapillaarviskosimeetril on teadaoleva läbimõõduga õhuke toru. Testvedelik voolab läbi selle toru. Sama vedelik lastakse läbi ka suure läbimõõduga toru, mille sees kapillaarefekti ei teki. Enamasti voolab vedelik raskusjõu mõjul (st ül alt alla). Kuid mõnes seadmes tekitatakse kunstlik surve. Mõõdetakse aega, mis kulub vedeliku mõlemast torust välja voolamiseks. Järgmisena arvutatakse nende erinevus. Viskoossuse väärtus on võrdeline selle erinevuse väärtusega.
Seda tüüpi seadmed on lihtsad, kuid suured. Teine puudus on see, et mõõdetud vedeliku viskoossus ei tohiks ületada 12 kPas. See väärtus vastab hästi voolavatele vedelikele. Sel juhul ei saa mõõta paksemaid või tükkidega vedelikke.
Rotatsiooniviskosimeeter: tööpõhimõte
Seda tüüpi arvestite konstruktsioon on silinder, mille sisse on paigutatud kera. Sisekera liigub ühendatud elektriajami tõttu teatud kiirusega.
Silindri ja kera vahel on tühimik, mis täidetakse uuritava vedelikuga. Sel juhul muutub vastupanu kera liikumisele. Nendes seadmetes mõõdetakse just takistuse sõltuvustvedelik ja pöörlemiskiirus. Need parameetrid fikseeritakse testi tulemusena.
Silindris ei ole alati kera. Seda saab asendada ketta, koonuse, plaadi või mõne muu silindriga. Välis- ja sisekorpuse vaheline kaugus on mõni millimeeter, et tekitada hõõrdejõud. Takistuse väärtus määratakse andurite abil. Mida rohkem neid seadistatakse, seda täpsem on väärtus. Vastav alt sellele tõuseb seadme hind.
Pöörlemisviskosimeeter sobib vedelikele, mille viskoossus on tuhandest kuni miljonini Pas. Olulist rolli mängib sisekeha pöörlemiskiirus. See sõltub mõõtmise täpsusest. Mida aeglasem on kiirus, seda täpsem on mõõtmine. Minimaalse pöörlemissagedusega instrumendid on väga täpsed, kuid ka kallid.
Pöörlevate viskosimeetrite tüübid
Eespool kirjeldatud seadme tööpõhimõte on tüüpiline Brookfieldi viskosimeetrile. See on seda tüüpi lihtsaim arvestiseade. Kuid sisekeha ei liigu alati. Mõnel juhul pöörleb välimine silinder. Seetõttu võib pöörlemisviskosimeetrit olla kahte tüüpi: fikseeritud silindriga ja väändemõõturitega.
Väändviskosimeetrite sisemine korpus on riputatud keskel elastsele keermele. Kui välimine silinder pöörleb, hakkab liikuma ka mõõdetav vedelik. Kui see pöörleb, siis väändub ka silinder. Sisemise silindri pöördenurka tasakaalustab pöörleva vedeliku hõõrdemoment.
Mõõtmisviga ilmneb sisemise silindri põhja tõttu. Erinevad teadlased on püüdnud seda probleemi omal moel lahendada. Kõige sagedamini tehti põhi nõgusaks. Vedeliku täitmisel jääb nõgususse õhku. See vähendab põhja hõõrdumist. Teadlased Gatchek, Kuett asetasid sisemise silindri kaitserõngastesse. See vähendas selle otste turbulentsi. Volorovitš kasutas kõrget, kuid kitsast silindrit. Antud juhul muutus põhjast tingitud viga tähtsusetuks. Mitmed teadlased kasutasid instrumente, mille silindrite vaheline kaugus oli väga väike. Samal ajal ei olnud seadme põhi vedelikuga täidetud.
Pöördviskosimeetril on oma disainis palju valikuvõimalusi. Kuid sellel on alati eelised: mitmekülgsus, väiksus, väike viga ja madal hind. Just tänu nendele omadustele on seade muutunud nii populaarseks.
