簡介
編輯流變儀是一種實驗室設備,用于測量稠密流體(液體、懸浮液或漿液)響應施加力的流動方式。 它用于那些不能用單一粘度值定義的流體,因此需要設置和測量比粘度計更多的參數。 它測量流體的流變性。
流變儀有兩種截然不同的類型。 控制施加的剪切應力或剪切應變的流變儀稱為旋轉或剪切流變儀,而施加拉伸應力或拉伸應變的流變儀稱為拉伸流變儀。旋轉或剪切型流變儀通常設計為原生應變控制儀器( 控制和應用用戶定義的剪切應變,然后可以測量產生的剪切應力)或本地應力控制儀器(控制和應用用戶定義的剪切應力并測量產生的剪切應變)。
含義和起源
編輯流變儀一詞來自希臘語,意思是測量主流的裝置。 在 19 世紀,它通常用于測量電流的設備,直到這個詞被檢流計和電流表所取代。 它還用于測量液體流量、醫療實踐(血液流量)和土木工程(水流)。 后一種使用在某些地區一直持續到 20 世紀下半葉。 隨著流變學一詞的出現,該詞開始應用于測量特性而非流量的儀器,其他含義已過時。 (主要來源:牛津英語詞典)流變儀的原理和工作在多篇文章中都有描述。
剪切流變儀的類型
編輯剪切幾何形狀
可以根據幾何形狀定義四個基本剪切面,
- 庫埃特拖板流
- 圓柱流
- 管中的泊肅葉流和
- 板-板流
各種類型的剪切流變儀然后使用這些幾何形狀中的一種或組合。
線性剪切
線性剪切流變儀的一個例子是 Goodyear 線性皮膚流變儀,它用于測試美容霜配方,并用于醫學研究目的以量化組織的彈性特性。該設備通過將線性探針連接到組織表面來工作 在測試中,施加受控的循環力,并使用稱重傳感器測量合成的剪切力。 使用 LVDT 測量位移。 因此,基本的應力-應變參數被捕獲和分析,以推導被測組織的動態彈簧剛度。
管道或毛細管
在層流條件下,液體被迫通過橫截面恒定且尺寸精確已知的管。 流量或壓降是固定的,另一個是測量值。 知道尺寸后,流量可以轉換為剪切速率值,壓降可以轉換為剪切應力值。 改變壓力或流量可以確定流量曲線。 當相對少量的流體可用于流變表征時,可以使用帶有嵌入式壓力傳感器的微流體流變儀來測量受控流速的壓降。
毛細管流變儀對于治療性蛋白質溶液的表征特別有利,因為它決定了注射能力。 此外,流變與溶液穩定性以及熱力學相互作用之間存在反比關系。
動態剪切流變儀
動態剪切流變儀,通常稱為 DSR,用于研究和開發以及各種材料制造過程中的質量控制。 自 1993 年以來,動態剪切流變儀一直被使用,當時 Superpave 被用于表征和了解熔融和固態瀝青粘合劑的高溫流變特性,并且對于制定化學成分和預測這些材料的最終使用性能至關重要。
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