Bei der Messung von Flüssigkeitsviskositäten wird die Aufgabe besonders anspruchsvoll, wenn die Viskositäten extrem niedrig sind. Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität, wie bestimmte Lösungsmittel, Leichtöle und einige pharmazeutische Lösungen, erfordern spezielle Viskosimeter, die ihre Fließeigenschaften genau erfassen können. Als Lieferant von Viskosimetern bin ich mit den verschiedenen auf dem Markt erhältlichen Viskosimetertypen und ihrer Eignung für die Messung sehr niedriger Viskositäten bestens vertraut.
Arten von Viskosimetern und ihre Eignung
Kapillarviskosimeter
Kapillarviskosimeter gehören zu den ältesten und am weitesten verbreiteten Typen zur Messung niedriger Viskositäten. Das Prinzip von Kapillarviskosimetern basiert auf dem Poiseuilleschen Gesetz, das besagt, dass die Fließgeschwindigkeit einer Flüssigkeit durch ein Kapillarrohr mit ihrer Viskosität zusammenhängt. Wenn eine Flüssigkeit mit niedriger Viskosität unter einem bekannten Druckunterschied durch ein enges Kapillarrohr gedrückt wird, kann die Zeit, die die Flüssigkeit benötigt, um eine bestimmte Strecke zurückzulegen, zur Berechnung ihrer Viskosität verwendet werden.
Kapillarviskosimeter sind für Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität äußerst genau, da sie den Durchfluss dieser Flüssigkeiten präzise messen können. Sie sind relativ einfach in Design und Bedienung und verfügen über wenige bewegliche Teile. Allerdings unterliegen sie einigen Einschränkungen. Sie reagieren beispielsweise empfindlich auf Temperaturänderungen und jegliche Temperaturschwankungen können die Messergebnisse erheblich beeinflussen. Außerdem sind sie möglicherweise nicht für Flüssigkeiten geeignet, die Partikel enthalten oder nicht-Newtonsche Flüssigkeiten sind, da das Vorhandensein von Partikeln das Kapillarrohr verstopfen kann und nicht-Newtonsche Flüssigkeiten nicht dem einfachen Strömungsverhalten folgen, das durch das Gesetz von Poiseuille angenommen wird.
Rotationsviskosimeter
Labor-Rotationsviskosimeterist eine weitere Möglichkeit zur Messung niedriger Viskositäten. Rotationsviskosimeter funktionieren, indem sie eine Spindel oder einen Körper in der Flüssigkeit drehen und das zur Aufrechterhaltung der Drehung erforderliche Drehmoment messen. Für Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität kann eine Spindel mit kleinem Durchmesser oder eine Hochgeschwindigkeitsrotation verwendet werden.
Diese Viskosimeter bieten mehrere Vorteile. Durch Anpassung der Spindelgröße und Rotationsgeschwindigkeit können sie ein breites Spektrum an Viskositäten messen, auch sehr niedrige. Außerdem sind sie im Vergleich zu Kapillarviskosimetern weniger temperaturabhängig, da sie mit temperaturgesteuerten Mänteln ausgestattet werden können. Darüber hinaus können sie nicht-Newtonsche Flüssigkeiten besser verarbeiten als Kapillarviskosimeter, da sie die Viskosität bei unterschiedlichen Schergeschwindigkeiten messen können. Allerdings sind sie im Allgemeinen teurer und komplexer in der Bedienung als Kapillarviskosimeter.
Fallende Kugelviskosimeter
Viskosimeter mit fallender Kugel arbeiten nach dem Prinzip des Stokesschen Gesetzes, das die Bewegung einer Kugel beschreibt, die durch eine viskose Flüssigkeit fällt. Eine kleine Kugel wird in die Flüssigkeit geworfen und die Zeit gemessen, die die Kugel benötigt, um eine bestimmte Distanz zurückzulegen. Aus den Eigenschaften der Kugel und der Flüssigkeit kann dann die Viskosität der Flüssigkeit berechnet werden.
Fallkugelviskosimeter eignen sich für Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität, insbesondere für transparente. Sie sind relativ einfach zu verwenden und können genaue Ergebnisse liefern. Sie erfordern jedoch ein großes Probenvolumen und reagieren empfindlich auf das Vorhandensein von Luftblasen in der Flüssigkeit, die die Fallgeschwindigkeit der Kugel beeinflussen können.
Vibrationsviskosimeter
Vibrationsviskosimeter nutzen das Prinzip eines vibrierenden Elements, das in die Flüssigkeit eingetaucht ist. Die Dämpfung der Vibration aufgrund der Viskosität der Flüssigkeit wird gemessen und diese Dämpfung wird mit der Viskosität der Flüssigkeit in Beziehung gesetzt. Diese Viskosimeter eignen sich sehr gut zur Messung niedriger Viskositäten, da sie bereits kleine Änderungen im Widerstand der Flüssigkeit gegenüber dem vibrierenden Element erfassen können.
Sie verfügen über eine schnelle Reaktionszeit und können kontinuierliche Viskositätsmessungen durchführen. Zudem sind sie kompakt und lassen sich problemlos in Prozesssysteme integrieren. Sie können jedoch von der Dichte der Flüssigkeit beeinflusst werden und sind für einige komplexe Flüssigkeitssysteme möglicherweise nicht so genau wie andere Arten von Viskosimetern.
Unser Angebot an Viskosimetern für Messungen bei niedrigen Viskositäten
Als Lieferant von Viskosimetern bieten wir eine Reihe von Viskosimetern an, die sich gut für die Messung sehr niedriger Viskositäten eignen. UnserDigitales Viskosimeterist ein hochmodernes Gerät, das die Vorteile der Rotationsviskosimetrie mit digitaler Technologie kombiniert. Es ermöglicht eine präzise Steuerung der Spindelgeschwindigkeit und liefert genaue Viskositätswerte. Mit seiner benutzerfreundlichen Oberfläche ist es auch für Personen mit begrenzter Erfahrung in der Viskositätsmessung einfach zu bedienen.
DerTragbares digitales elektrisches Viskositätsmessgerätist eine weitere hervorragende Möglichkeit zur Messung niedriger Viskositäten. Es ist für Messungen vor Ort konzipiert und kann problemlos an verschiedene Orte getragen werden. Trotz seiner Portabilität geht es bei der Genauigkeit keine Kompromisse ein. Es ist in der Lage, ein breites Spektrum an niedrigen Viskositäten zu messen und kann Messdaten zur weiteren Analyse speichern.
Überlegungen bei der Auswahl eines Viskosimeters für Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität
Bei der Auswahl eines Viskosimeters zur Messung sehr niedriger Viskositäten müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden.
Genauigkeitsanforderungen
Die für die Viskositätsmessung erforderliche Genauigkeit ist entscheidend. Wenn hochpräzise Messungen erforderlich sind, beispielsweise in der Pharma- oder High-Tech-Industrie, kann ein fortschrittlicheres Viskosimeter wie ein digitales Rotationsviskosimeter erforderlich sein. Wenn andererseits Näherungsmessungen ausreichen, kann ein einfacheres Viskosimeter wie ein Kapillarviskosimeter ausreichend sein.
Flüssigkeitseigenschaften
Die Eigenschaften der zu messenden Flüssigkeit, wie etwa ihr Newtonsches oder nicht-Newtonsches Verhalten, das Vorhandensein von Partikeln und ihre Dichte, sollten berücksichtigt werden. Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten erfordern Viskosimeter, die die Viskosität bei unterschiedlichen Schergeschwindigkeiten messen können, beispielsweise Rotationsviskosimeter. Flüssigkeiten mit Partikeln können Kapillarviskosimeter verstopfen, daher sind andere Typen wie Rotations- oder Vibrationsviskosimeter möglicherweise besser geeignet.
Probenvolumen
Auch die zur Messung verfügbare Probenmenge ist ein wichtiger Gesichtspunkt. Einige Viskosimeter, wie zum Beispiel Kugelfallviskosimeter, erfordern ein großes Probenvolumen, während andere, wie zum Beispiel Vibrationsviskosimeter, mit sehr kleinen Probenvolumina arbeiten können.
Temperaturkontrolle
Da die Viskosität stark temperaturabhängig ist, insbesondere bei Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität, ist die Fähigkeit, die Temperatur während der Messung zu kontrollieren, von entscheidender Bedeutung. Viskosimeter mit integrierten Temperaturkontrollmechanismen, wie Rotationsviskosimeter mit temperaturgesteuerten Mänteln, werden bei Anwendungen bevorzugt, bei denen die Temperaturstabilität von entscheidender Bedeutung ist.
Abschluss
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es mehrere Viskosimeter gibt, die sich für die Messung sehr niedriger Viskositäten eignen, wobei jedes seine eigenen Vorteile und Einschränkungen hat. Kapillarviskosimeter sind einfach und genau für Newtonsche Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität, während Rotationsviskosimeter mehr Flexibilität bieten und nicht-Newtonsche Flüssigkeiten verarbeiten können. Fallende Kugelviskosimeter sind einfach zu verwenden, erfordern jedoch ein großes Probenvolumen, und Vibrationsviskosimeter ermöglichen schnelle und kontinuierliche Messungen.
Als Lieferant von Viskosimetern verstehen wir die besonderen Anforderungen bei der Messung niedriger Viskositäten und bieten eine Reihe von Viskosimetern an, um diese Anforderungen zu erfüllen. Ob Sie ein Laborgerät für präzise Forschung oder ein tragbares Gerät für Messungen vor Ort benötigen, wir haben die richtige Lösung für Sie. Wenn Sie mehr über unsere Viskosimeter erfahren möchten oder Ihre spezifischen Anforderungen an die Viskositätsmessung besprechen möchten, können Sie sich gerne für die Beschaffung und weitere Gespräche an uns wenden.
Referenzen
- ASTM D445 – 19 Standardtestmethode für die kinematische Viskosität transparenter und undurchsichtiger Flüssigkeiten (und Berechnung der dynamischen Viskosität).
- ISO 3219:1993 Kunststoffe – Polymere/Harze im flüssigen Zustand oder als Emulsionen oder Dispersionen – Bestimmung der Viskosität mit einem Rotationsviskosimeter mit definierter Scherrate.
- Barnes, HA, Hutton, JF und Walters, K. (1989). Eine Einführung in die Rheologie. Sonst.