Rheonics SR tipi sensörler, bir sıvının gerçek zamanlı viskozitesini ve yoğunluğunun yanı sıra sıcaklık ve bu değerlerden elde edilen türevleri ölçen hat içi cihazlardır. Rheonics viskoziteyi ölçmek için SRV proses viskozimetresini ve bir sıvının yoğunluk ve viskozite değerleri için hat içi yoğunluk ölçer SRD'yi sunar. Her iki sensör probu da kompakt, hafif ve hermetik olarak kapatılmış olup, sıvı içeren tüm endüstriyel prosesler için uygundur.

Hem SRV hem de SRD sensörleri dengeli burulma rezonatörü (BTR) teknolojisine dayanmaktadır. Her iki sensör de temas ettikleri akışkanın viskozitesini ölçer ve ölçümlerin çıktısını verir. Newton tipi akışkanlar için kullanılan alete bakılmaksızın aynı viskoziteyi elde edersiniz. Ancak Newtonyen olmayan akışkanlar için durum böyle değildir ve farklı cihazlar farklı viskozite değerleri ölçer; bu genellikle cihazın hatalı olmasından değil, viskozitenin kayma bağımlılığından ve farklı cihazların farklı ölçüm değerleri yapmasından kaynaklanır. kesme oranları.

Newtonyen olmayan akışkanlar için viskozitenin kayma bağımlılığı nedeniyle ve farklı viskozimetreler arasında (genellikle SRV gibi proses viskozimetreleri ile rotasyonel viskozimetre veya reometre gibi laboratuar cihazları arasında) bazı karşılaştırmalar yapılabilmesini sağlamak için, SRV'nin etkili kayma hızının anlaşılması arzu edilir. veya SRD ölçümleri yapıyor. Aşağıdaki analiz SRV'den bahsetmektedir ancak SRD için de aynı derecede geçerlidir.

SRV sensörünün algılama elemanı bir çubuk ve ucuna bağlı bir kütleden oluşur, bu çubuk ve ucu dairesel ve silindiriktir. Diğer uç ise uyarma ve algılama için dönüştürücüleri içeren gövdeye bağlanır.

Sensör burulma durumunda titreşir, burulma rezonatörleri daha kararlıdır ve mekanik ortamdan daha iyi izole edilir. Silindirik olan burulma rezonatörleri kendi yüzeylerine paralel olarak titreşir. Kesme kuvvetlerinden etkilenirler ve bu nedenle kütle yükleme etkilerinden (genellikle atalet sönümü olarak da adlandırılır) ziyade öncelikle enerji tüketen kuvvetlere (viskoz sönümleme) duyarlıdırlar.

Newtonyen olmayan bir akışkanın viskozitesi, maruz kaldığı kayma hızına bağlı olarak değişebilir. Bu, bu tür akışkanların tüm hallerinde (örn. statik, farklı hızlarda akıyor) tek bir viskozite değerinin ilişkilendirilemeyeceği anlamına gelir. 

Laboratuvar viskozimetreleri sıklıkla kullanıcıların viskozitenin ölçüldüğü kesme hızını veya dönme hızını değiştirmesine olanak tanır. Rheonics SRV ve SRD'nin kesme hızı genellikle laboratuvar cihazlarınınkinden çok daha yüksektir ve kullanıcılar bunu değiştiremez.

SRV viskozite sensörleri için beklenen kayma aralığı hakkında niteliksel bir fikir sahibi olmak mümkündür ve hesaplamalar bu makalede gösterilmektedir. Bu, viskozitenin ölçüldüğü koşulların nitelendirilmesine (ve bir dereceye kadar ölçülmesine) ve okumaların diğer cihazlarla ilişkilendirilmesine yardımcı olur.

Bununla birlikte, Tip-SR viskozite ölçümlerinin kayması ile diğer laboratuvar cihazları arasındaki gerçek korelasyonlar çoğunlukla ampiriktir ve niteliksel tahmini karşılamayabilir. Tahmini kesme hızı, bir reometreden alınan viskozite değeriyle tam olarak eşleşmeyebilir. Bunu bir düşün Rheonics sensörler, son derece yüksek tekrarlanabilirliğe ve benzersiz bir çözünürlükle (çoğunlukla laboratuvar cihazlarından 10-100 kat daha yüksek) ölçümlerin tekrarlanabilirliğine önem veren bir viskozite sensöründen çok daha fazlası olan proses kontrol cihazlarıdır.

Kayma tahmini için en önemli iki parametre vardır; hız genliği ve sınır tabakası kalınlığı. Aşağıdaki parametreleri hesaplamak gerekir.
Kayma gerilimi şu şekilde verilir:

Denklem 1: Kayma Stresi.

Newton tipi bir akışkan için η, akışkanın malzeme sabiti özelliğidir, ∂v/∂x akışkandaki kayma hızıdır Navier-Stokes denklemlerini uygulayarak, periyodik, tek eksenli koşullar altında çözerek, hız genliğinin çözümü şöyledir:

Denklem 2: Hız Genliği

Newton tipi bir akışkan için η, akışkanın malzeme sabiti özelliğidir, ∂v/∂x akışkandaki kayma hızıdır Navier-Stokes denklemlerini uygulayarak, periyodik, tek eksenli koşullar altında çözerek, hız genliğinin çözümü şöyledir:

• x: sensör duvarına olan mesafe
• V: sensör yüzeyindeki hız genliği, R ucun yarıçapıdır
• d: sınır tabakası kalınlığı
• i: -1'in kare köküdür

The sınır tabakası kalınlığı denklemle bulunabilir:

Denklem 2: Sınır Katmanı Kalınlığı

• η: dinamik viskozite
• ω: açısal frekans
• ρ: sıvı yoğunluğu

Bunu göz önünde bulundurarak x=2δ hız, sensör yüzeyindeki değerin %13'üne düşer. Kesme hızı γ=∂v(0)/∂x sensörün yüzeyinde (x=0) şu şekildedir:

Denklem 4: Kayma Hızı

Hız genliği V(R)(5) şu şekilde verilir:

 Denklem 5: Hız Genliği

• R: Titreşim ekseninden sensör yüzeyine olan mesafe
• φ: Açısal titreşim genliği.

SRV'nin ucu sinüzoidal bir dönme titreşimi gerçekleştirir φ simetri ekseni hakkında.

 Denklem 5: Sinüzoidal Dönme Titreşimi

SRV için hız V(R) yaklaşık 50 mm/s ve Frekans 7500 Hz → ω=2π x 7500

Parametre V(R) viskoziteden bağımsızdır ancak sıvının sınır tabakası kalınlığı δ artışlar. Aşağıdaki grafik, kayma hızına karşı viskozite davranışını gösterir ve incelenen sıvının hem viskozitesine hem de yoğunluğuna göre kayma hızı değişimini gösterir.