विभिन्न तरल पदार्थों की चिपचिपाहट को विशेष उपकरणों - विस्कोमीटर द्वारा मापा जाता है। विशेषताओं और डिजाइन के अनुसार, इन उपकरणों के कई प्रकार प्रतिष्ठित हैं। उनमें से एक एक घूर्णी विस्कोमीटर है जो एक माध्यम की पारगम्यता का आकलन करने में सक्षम है।
उपकरणों की किस्में
तरल की चिपचिपाहट को मापने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरणों को आमतौर पर तीन बड़े समूहों में विभाजित किया जाता है:
केशिका विस्कोमीटर।
यांत्रिक विस्कोमीटर।
घूर्णन विस्कोमीटर।
आइए प्रत्येक प्रजाति पर अधिक विस्तार से विचार करें।
यांत्रिक उपकरण
यांत्रिक विस्कोमीटर की श्रेणी तरल पदार्थों के यांत्रिक गुणों के आधार पर विभिन्न उपकरणों की एक श्रृंखला है। ये रेज़ोनेंट, बबल, बॉल टाइप मीटर हो सकते हैं। यदि पहले दो प्रकार सबसे अधिक बार प्रयोगशाला में उपयोग किए जाते हैं, तो बाद वाला रोजमर्रा की जिंदगी में पाया जाता है। इसके संचालन का सिद्धांत गैलीलियो की खोज पर आधारित है।
डिवाइस के अंदर एक "बूथ" होता है जहां गेंद स्थित होती है। डिवाइस को तरल से भरने के बाद,जिसकी चिपचिपाहट निर्धारित की जानी है, गेंद गिरती है। गेंद को संपर्क क्षेत्र में गिरने के लिए आवश्यक सटीक समय मापा जाता है। सशर्त चिपचिपाहट इस समय अंतराल से निर्धारित होती है।
केशिका प्रकार के उपकरण
इसके डिजाइन में केशिका विस्कोमीटर में एक ज्ञात व्यास के साथ एक पतली ट्यूब होती है। इस ट्यूब के माध्यम से परीक्षण द्रव बहता है। उसी तरल को एक बड़े व्यास वाली नली से भी गुजारा जाता है, जिसके अंदर कोई केशिका प्रभाव नहीं बनता है। अक्सर, द्रव गुरुत्वाकर्षण बल के तहत बहता है (अर्थात ऊपर से नीचे की ओर)। लेकिन कुछ उपकरणों में कृत्रिम दबाव बनाया जाता है। दोनों नलियों से द्रव के बाहर निकलने में लगने वाले समय को मापा जाता है। इसके बाद, उनके अंतर की गणना की जाती है। श्यानता मान इस अंतर के मान के समानुपाती होगा।
इस प्रकार के उपकरण सरल लेकिन बड़े होते हैं। एक और कमी यह है कि मापा तरल की चिपचिपाहट 12 kPas से अधिक नहीं होनी चाहिए। यह मान उन तरल पदार्थों से मेल खाता है जो अच्छी तरह से बहते हैं। इस मामले में मोटा तरल पदार्थ, या गांठ वाले लोगों को मापा नहीं जा सकता है।
घूर्णन विस्कोमीटर: संचालन का सिद्धांत
इस प्रकार के मीटरों का डिज़ाइन एक बेलन होता है, जिसके अंदर एक गोला रखा जाता है। कनेक्टेड इलेक्ट्रिक ड्राइव के कारण आंतरिक क्षेत्र एक निश्चित गति से चलता है।
सिलेंडर और गोले के बीच एक जगह होती है, जो जांचे गए तरल से भरी होती है। इस मामले में, गोले की गति का प्रतिरोध बदल जाता है। इन उपकरणों में, यह ठीक उसी प्रतिरोध की निर्भरता है जिसे मापा जाता हैद्रव और घूर्णन गति। ये पैरामीटर परीक्षण के परिणामस्वरूप तय किए गए हैं।
बेलन के अंदर हमेशा एक गोला नहीं होता है। इसे डिस्क, शंकु, प्लेट या किसी अन्य सिलेंडर से बदला जा सकता है। घर्षण बल बनाने के लिए बाहरी और आंतरिक शरीर के बीच की दूरी कुछ मिलीमीटर है। प्रतिरोध मान सेंसर द्वारा निर्धारित किया जाता है। जितना अधिक वे सेट होते हैं, उतना ही सटीक मूल्य होगा। तदनुसार, डिवाइस की कीमत में वृद्धि होगी।
घूर्णन विस्कोमीटर उन तरल पदार्थों के लिए उपयुक्त है जिनकी चिपचिपाहट एक हजार से लाखों Pas तक होती है। आंतरिक शरीर के घूमने की गति एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। यह माप की सटीकता पर निर्भर करता है। गति जितनी धीमी होगी, माप उतना ही सटीक होगा। न्यूनतम रोटेशन दर वाले उपकरण बहुत सटीक होते हैं, लेकिन वे महंगे भी होते हैं।
घूर्णन विस्कोमीटर के प्रकार
उपरोक्त वर्णित डिवाइस के संचालन का सिद्धांत ब्रुकफील्ड विस्कोमीटर के लिए विशिष्ट है। यह इस प्रकार का सबसे सरल मीटर उपकरण है। लेकिन भीतर का शरीर हमेशा हिलता नहीं है। कुछ मामलों में, बाहरी सिलेंडर घूमता है। इसीलिए घूर्णी विस्कोमीटर दो प्रकार का हो सकता है: एक निश्चित सिलेंडर और मरोड़ मीटर के साथ।
मरोड़ विस्कोमीटर के आंतरिक शरीर को एक लोचदार धागे पर केंद्र में निलंबित कर दिया जाता है। जब बाहरी सिलेंडर घूमता है, तो मापा जा रहा तरल भी हिलना शुरू हो जाता है। जब यह घूमता है तो सिलेंडर भी मुड़ जाता है। आंतरिक सिलेंडर के मोड़ का कोण घूर्णन द्रव के घर्षण क्षण से संतुलित होता है।
आंतरिक सिलेंडर के नीचे की वजह से माप त्रुटि होती है। विभिन्न वैज्ञानिकों ने इस समस्या को अपने-अपने तरीके से हल करने का प्रयास किया है। सबसे अधिक बार, नीचे को अवतल बनाया गया था। द्रव भरते समय हवा अवतल में रहती है। यह तल पर घर्षण को कम करता है। वैज्ञानिक गैचेक, कुएट ने आंतरिक सिलेंडर को सुरक्षात्मक छल्ले में रखा। इससे इसके सिरों की अशांति कम हो गई। वोलोरोविच ने एक लंबी लेकिन संकीर्ण शीर्ष टोपी का इस्तेमाल किया। इस मामले में, नीचे के कारण त्रुटि नगण्य हो गई। कई वैज्ञानिकों ने ऐसे उपकरणों का इस्तेमाल किया जिनमें सिलिंडरों के बीच की दूरी बहुत कम थी। वहीं, डिवाइस के बॉटम में लिक्विड नहीं भरा था।
इसके डिजाइन में घूर्णी विस्कोमीटर के बहुत सारे विकल्प हैं। लेकिन इसमें हमेशा बहुमुखी प्रतिभा, छोटे आकार, छोटी त्रुटि और कम लागत के फायदे हैं। इन विशेषताओं के कारण ही यह उपकरण इतना लोकप्रिय हो गया है।
