Вискозиметр (от позднелат. viscosus — «вязкий») — это специальный измерительный прибор, основное назначение которого заключается в определении вязкости различных веществ. Вязкость, как физическая величина, характеризует внутреннее трение в жидкости или газе и её сопротивление течению.
Классификация вискозиметров
В зависимости от принципа действия, вискозиметры принято подразделять на несколько основных типов:
1. Капиллярные вискозиметры. Их работа основана на измерении времени, за которое известный объём жидкости протекает через тонкую капиллярную трубку. Чем выше вязкость, тем медленнее происходит истечение.
2. Шариковые (падения) вискозиметры. В этих приборах вязкость оценивается по скорости падения шарика через столб исследуемой жидкости. Измеряется время, за которое шарик проходит определённое расстояние между двумя метками на прозрачной трубке.
3. Ротационные вискозиметры. Это более сложные устройства, в которых жидкость помещается в зазор между двумя соосными телами (например, цилиндрами). Одно из них вращается, а измеряется либо необходимый для этого крутящий момент, либо угловая скорость. Этот метод позволяет исследовать неньютоновские жидкости, чья вязкость меняется при изменении скорости сдвига.
4. Ультразвуковые вискозиметры. В них используется принцип измерения скорости затухания ультразвуковых колебаний магнитострикционного датчика, погружённого в исследуемую среду. Чем вязче среда, тем быстрее затухают колебания.
Практическое применение: вискозиметры для лакокрасочной промышленности
Для контроля качества густых жидкостей, таких как краски, лаки, эмали и различные колеры, широко применяются так называемые вискозиметры истечения. Они измеряют вязкость в условных единицах и представляют собой сосуд с калиброванным отверстием (соплом) на дне. Вязкость оценивается по времени истечения фиксированного объёма материала.
В промышленности, особенно в лакокрасочном производстве, наиболее распространены модели ВЗ-1 и ВЗ-4. Их ключевое отличие — диаметр калибровочного сопла: у ВЗ-1 он составляет 5,4 мм, а у ВЗ-4 — 4 мм. Вискозиметр ВЗ-4 предназначен для материалов с меньшей условной вязкостью (от 1 до 0 с).
Процесс измерения выглядит следующим образом: под сопло прибора устанавливается приёмный сосуд объёмом не менее 110 см³. Отверстие сопла закрывают, а в основной резервуар заливают испытуемую жидкость. Затем отверстие открывают и одновременно включают секундомер. Измерение завершается в момент, когда сплошная струя жидкости впервые прерывается, после чего секундомер останавливают. Полученное время истечения, измеренное с точностью до 0,2 секунды, и является мерой условной вязкости материала.