Вискозиметр Штабингера SVM3000 (Anton Paar)

Предназначен для измерения плотности, динамической и конематической вязкости:

• Нефти
• Продуктов нефтехимического синтеза
• Дизельного топлива
• Топлив для реактивных двигателей
• Керосина
• Битумов
• Угольных смол
• Автомобильных масел
• Масел гидравлических систем
• Смазок
• Присадок
• Антифризов
• Парфюмерных масел
• Жиров

Измерение плотности, вязкости и индекса вязкости с помощью SVM3000

Определение кинематической вязкости нефтепродуктов проводится в соответствии с ГОСТом 33-2000 (ISO 3104-94). Основа метода – измерение времени истечения определенного объема жидкости под действием силы тяжести через калиброванный стеклянный капиллярный вискозиметр. ГОСТ. Этот же ГОСТ предусматривает и вычисление по полученным результатам динамической вязкости.

Компания Anton Paar представляет новый прибор SVM3000, который выполняет обратную задачу – рассчитывает кинематическую вязкость из измеренной динамической.

Очень интересен принцип работы прибора, который запатентован его изобретателем – доктором Штабингером, по имени которого и назван вискозиметр.

Трубка (1), которая заполняется образцом, вращается с постоянной угловой скоростью. В образце, как поплавок, находится цилиндрический полый ротор (2), а внутри ротора – постоянный магнит (3). Центрирование ротора происходит за счет железного кольца (4). Вращение трубки (1) приводит к взаимному смещению слоев жидкости и вращению ротора (2). Если бы магнита не было, в состоянии равновесия и внешняя трубка (1) и ротор вращались бы с одинаковой скоростью. Однако, в его присутствии, переменное магнитное поле приводит к появлению вихревых токов в медном корпусе (5). Именно за счет этих токов и происходит торможение ротора. Сила торможения в состоянии установившегося равновесия постоянна и ей препятствует только вязкость жидкости.

Таким образом, измерив разницу скоростей вращения внешней трубки и ротора, можно определить динамическую вязкость. Как определить скорость вращения ротора? Кроме эффекта торможения, переменное поле от внутреннего магнита выполняет ещё одну задачу – действует на датчик Холла (6), который преобразует энергию магнитного поля в потенциал постоянного тока. Итак, основная задача выполнена – разность скоростей внешней трубки и внутреннего ротора измерена, и, следовательно, можно определить значение динамической вязкости.

Преимущества описанного принципа заключаются прежде всего в том, что в такой системе «бесконтактного» тормоза не задействованы трущиеся детали, как в «классических» ротационных вискозиметрах и можно зафиксировать очень малые напряжения сдвига.

Для расчета кинематической вязкости в вискозиметре Штабингера предусмотрена ещё одна ячейка – для измерения плотности осцилляционным методом. Она аналогична конструкции измерительных ячеек плотномеров Anton Paar, которые являются самыми точными на сегодняшний день на рынке аналогичных изделий. Кинематическую вязкость вычисляют как отношение динамической вязкости и плотности.

Важнейшее условие измерения вязкости и плотности – хорошее термостатирование образца. Для этого обе измерительные ячейки окружены каскадом элементов Пельте – так называемым, «сухим» термостатом. Такой термостат может охлаждать образец и поддерживать температуру на 20 °C ниже комнатной, а нагревать до 100 °C. При наличии криостата, который подключается к встроенному в прибор дополнительному термостатирующему контуру, нижний предел температуры может быть снижен до -40 °C.

Термостатирование происходит быстро и с высокой точностью, кроме этого, в вискозиметре Штабингера SVM 3000 предусмотрены несколько температурных программ – измерение вязкости при определенных температурах без вмешательства оператора.

Одна из таких программ - измерение вязкости в двух температурных точках

• +40 °C
• +100 °C

Важный вопрос при использовании вискозиметра Штабингера – количество измерений в единицу времени. Этот параметр варьируется от 15 до 20 образцов в час в зависимости от необходимости промывки и сложности образца, а для измерений индекса вязкости масел – около 3-х образца в час.

Все четыре параметра – кинематическая и динамическая вязкость, плотность, температура – выводятся на дисплей прибора или на принтер в полном соответствии с международными нормами GLP. При использовании температурной программы индекса вязкости, на дисплей выводится только его расчетное значение, а на принтер — все параметры, измеренные в каждой температурной точке.

Преимущества вискозиметра Штабингера SVM3000 очевидны:

• нет необходимости использовать стеклянные капилляры, которые могут быть по неосторожности разбиты
• сокращается время термостатирования образца за счет его малого объема - вместо 30...60 минут до 5...7 минут
• с одним прибором можно измерять как прозрачные, так и непрозрачные жидкости, тогда как при использовании стеклянных капилляров, их тип необходимо менять
• промывка прибора менее трудоемка, чем промывка стеклянного капилляра
• пользователь одновременно измеряет вязкость и плотность образца, кроме этого, имеется возможность использования измерительных ячеек раздельно – в этом случае для измерения требуется всего 1.5 мл жидкости
• при измерении жидкостей с низкой вязкостью нет необходимости определения поправки на кинетическую энергию
• нет необходимости поверять каждый стеклянный капилляр – поверяется один прибор для всего диапазона измерения от 0.2 до 104 мм2/с
• экономия места в лаборатории – прибор очень компактен и при обычных условиях не требует использования объемных циркуляционных термостатов

Испытания вискозиметра SVM 3000 проводились на базе ВНИИМ им. Д.И. Менделеева, где были подтверждены заявленные производителем характеристики.

Основные технические характеристики