測定運動学的粘度(ν)、動的粘度(μ)を流体密度(ρ)(ν{=μ /ρ)で割ったものとして定義され、通常、キャリブレーションされたガラス毛細管を介した重力下の流体の流れのタイミングを伴います。最も一般的で標準化されたメソッドの使用ガラス毛細血管粘度計。プロセスと重要な方法の内訳は次のとおりです。
主要な方法:毛細管viscometry(タイミングフロー方法)
原理:固定容積の液体が重力の下で較正された毛細血管チューブを流れるのに時間がかかるのは、その運動学的粘度に直接比例します。
重要な基準:ASTM D445、ISO 3104、IP 71。
装置:
Viscometer:毛細血管セクションと特定の貯水池を備えた正確に製造されたガラスチューブ。一般的なタイプは次のとおりです。
オストワルド粘度計:シンプルなデザイン、透明な液体に適しています。
ubbelohde viscometer(懸濁レベル):余分な貯水池(「電球C」)があり、液体の頭が充電されたボリュームとは独立していることを保証するため、正確な作業と洗浄が容易になるのに最適です。現代のラボで最も一般的なタイプ。
Cannon-Fenskeルーチン/不透明:メニスカスを見るのが難しい不透明な液用に変更されました。
fitzsimons viscomeTer:非常に粘性のある液体のために設計されています。
一定の温度浴:粘度計を囲む透明な液体(水、油、またはシリコン)で満たされた非常に安定したバス(通常±0.01度以上)。温度制御はです致命的(一般的な温度:25度、40度、100度)。
温度計:高精度、キャリブレーション温度計。
タイマー:高精度タイマー(精度±0.1秒以上)。
クリーニング&乾燥装置:溶媒、乾燥オーブン、真空ライン。
手順:
清潔で乾燥:適切な溶媒と方法(オーブン乾燥、真空)を使用して、粘度計を完全に清掃して乾燥させます。
充電:液体サンプルの正確な体積を粘度計貯留層に導入します(通常、Ubbelohdeのためにピペットを介して電球にa)。
平衡化:一定温度浴に粘度計を垂直に取り付けます。サンプルが正確なバス温度に到達するのに十分な時間(多くの場合{1}}分)を許可します。
フロー時間を測定:
Ubbelohdeの場合:吸引(または圧力)を適用して、上部タイミングマークを超えてサンプルを電球Bに引き上げます。吸引/圧力を放出します。
重力の下で毛細血管を通ってサンプルを自由に流れさせます。
メニスカスが上部タイミングマークを通過するときに、タイマーを正確に開始します。
メニスカスがより低いタイミングマークを通過するとき、タイマーを正確に停止します。
フロー時間(t)を秒単位で記録します。数回繰り返し(例:4回の実行)、結果が仕様内で再現可能になるようにします(たとえば、ASTMには0.1%以内の連続した実行が必要です)。
運動学的粘度を計算します:
ν = C * t
ν=運動粘度(mm²/sまたはcst、ここで1 cst=1mm²/s)
c=viscometer定数(キャリブレーション定数、単位mm²/s²)
t =平均フロー時間(秒)
重要な要因と考慮事項:
温度:粘度は温度依存性が高くなります。正確で安定した温度制御は交渉できません。
Viscometer Calibration constone(c):各粘度計は、既知の粘度の流体(NISTまたは同様の国立ラボに追跡可能な標準的な参照オイル)を使用して独自に較正されています。 Cは次のとおりです。C=ν_Standard / T_Standard。キャリブレーションは、同じ温度で行い、サンプル測定と同じ手順を使用する必要があります。
清潔さ:毛細血管内の残留物や汚染は、流れ時間に劇的に影響します。
垂直アライメント:粘度計は完全に垂直でなければなりません。
タイミングマーク:メニスカスは、マークで正確に読む必要があります。
運動範囲:異なる粘度計の種類と毛細血管サイズは、異なる粘度範囲をカバーしています。適切な粘度計を選択して、フロー時間が最適な範囲内に収まるようにします(通常は200〜1000秒ですが、標準は150〜1000を許可することがよくあります)。
泡:毛細血管または球根に閉じ込められた気泡は、大きなエラーを引き起こします。
代替/関連方法:
動的粘度からの変換:
せん断応力を適用する回転粘度計(たとえば、ブルックフィールド)のような方法を使用して、動的粘度(μ)を測定します。
ピクノメーターまたはデジタル密度計を使用して、流体密度(ρ)を測定します。
運動学的粘度を計算します:ν=μ /ρ。
自動viscometers:現代の楽器は、毛細血管法を自動化します。それらは、温度を正確に制御し、メニスカスを検出し(しばしば光学的に)検出し、流れの時間を計算し、粘度を計算し、サンプル間で粘度計をきれいにすることさえあります。それらは同じ基本原則に従いますが、スループットが高く、オペレーターエラーの削減を提供します。
落下球吸収計:既知の密度と直径の球体が重力の下でチューブ内の流体を通って固定距離を落とすまでの時間を測定します。主に動的粘度を測定します(ストークスの法則を介して)が、密度がわかっている場合は運動学的粘度を計算できます。毛細血管法と比較して、標準の運動粘度測定ではあまり一般的ではありません。
要約すれば:
標準、主要な方法運動学的粘度を測定するには、aを使用することが含まれますキャリブレーションされたガラス毛細血管粘度計(ubbelohdeのように)a非常に安定した一定温度浴、正確に測定します時間液体の固定容積が重力の下で2つのマークの間を流れ、今回は粘度計を掛けるにはキャリブレーション定数。標準(ASTM D445、ISO 3104)で概説されている手順への厳密な順守と、清潔さ、温度制御、タイミングの精度への細心の注意は、信頼できる結果に不可欠です。

