Các Loại Máy Kiểm Tra Độ Nhớt Đang Có Trên Thị Trường

Trên thị trường hiện nay có nhiều loại máy kiểm tra độ nhớt (Viscometer hoặc Rheometer), mỗi loại hoạt động dựa trên các nguyên lý khác nhau và phù hợp với các loại mẫu cũng như mục đích sử dụng cụ thể.

Dưới đây là các loại máy kiểm tra độ nhớt phổ biến:

1. Máy đo độ nhớt dạng quay (Rotational Viscometer)

rotational viscometer

• Nguyên lý hoạt động: Đây là loại máy phổ biến nhất. Nó hoạt động bằng cách đo mô-men xoắn (torque) cần thiết để quay một trục đo (spindle) hoặc cánh khuấy được nhúng trong mẫu chất lỏng. Lực cản của chất lỏng lên trục quay tỷ lệ thuận với độ nhớt của chất lỏng.
• Đặc điểm:
  • Có thể đo độ nhớt động lực (dynamic viscosity).
  • Phù hợp cho nhiều loại chất lỏng, từ chất lỏng Newton (độ nhớt không đổi theo tốc độ cắt) đến chất lỏng phi Newton (độ nhớt thay đổi theo tốc độ cắt, như sơn, kem đánh răng, sữa chua).
  • Nhiều tùy chọn trục đo và tốc độ quay để bao phủ một dải độ nhớt rộng.
  • Có cả phiên bản để bàn cho phòng thí nghiệm và phiên bản cầm tay cho hiện trường.
• Ứng dụng: Rộng rãi trong các ngành như thực phẩm, dược phẩm, hóa chất, sơn, dầu nhớt, mỹ phẩm, nhựa.
• Hãng tiêu biểu: Brookfield (Mỹ), Lamy Rheology (Pháp), Anton Paar (Áo), PCE Instruments, Fungilab (Tây Ban Nha).

2. Máy đo độ nhớt mao quản (Capillary Viscometer)

Utube capillary viscometer

• Nguyên lý hoạt động: Dựa trên việc đo thời gian mà một thể tích chất lỏng nhất định chảy qua một ống mao quản có đường kính nhỏ dưới tác dụng của trọng lực hoặc áp suất. Độ nhớt động học (kinematic viscosity) được tính từ thời gian chảy này.
• Đặc điểm:
  • Thường là ống thủy tinh hình chữ U hoặc các thiết bị tự động hóa quá trình chảy qua mao quản.
  • Đơn giản, dễ sử dụng cho các chất lỏng trong suốt hoặc trong mờ.
  • Yêu cầu kiểm soát nhiệt độ chặt chẽ.
• Ứng dụng: Thường dùng để đo độ nhớt của dầu mỏ, nhiên liệu, polyme, dung dịch loãng, mực in.
• Hãng tiêu biểu: Cannon Instrument Company, SI Analytics, Koehler Instrument, BIOLAB (dòng Viscol-10 tự động).

3. Máy đo độ nhớt dạng rơi bi (Falling Ball Viscometer)

falling ball viscometer

• Nguyên lý hoạt động: Đo thời gian một viên bi tiêu chuẩn rơi tự do hoặc lăn xuống dốc qua một khoảng cách xác định trong mẫu chất lỏng. Tốc độ rơi của viên bi tỷ lệ nghịch với độ nhớt của chất lỏng.
• Đặc điểm:
  • Đơn giản, dễ sử dụng.
  • Phù hợp nhất cho các chất lỏng Newton có độ nhớt trung bình.
  • Có thể có các góc nghiêng khác nhau cho ống chứa mẫu để thay đổi phạm vi đo.
• Ứng dụng: Dầu, mỡ, dược phẩm, mỹ phẩm, thực phẩm (như xi-rô), hóa chất.
• Hãng tiêu biểu: Anton Paar (dòng Lovis 2000 M/ME), Brookfield (Falling Ball Viscometer).

4. Máy đo lưu biến (Rheometer)

rheometer

• Nguyên lý hoạt động: Là thiết bị phức tạp và mạnh mẽ hơn máy đo độ nhớt thông thường. Rheometer không chỉ đo độ nhớt mà còn nghiên cứu toàn diện về tính chất lưu biến (rheology) của vật liệu, tức là cách vật liệu biến dạng và chảy dưới tác dụng của lực (ứng suất) và thời gian. Nó có thể kiểm soát cả ứng suất và biến dạng.
• Đặc điểm:
  • Có thể thực hiện nhiều loại thử nghiệm khác nhau như đo độ nhớt, độ đàn hồi, độ dẻo, hành vi chảy, độ bám dính, v.v.
  • Sử dụng các hình học đo phức tạp như nón-tấm (cone-plate), tấm-tấm (plate-plate), đồng trục (concentric cylinder).
  • Thích hợp cho cả chất lỏng, chất bán rắn và chất rắn (như gel, kem, paste, polyme nóng chảy).
• Ứng dụng: Nghiên cứu và phát triển sản phẩm mới, kiểm soát chất lượng nâng cao trong các ngành đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về hành vi vật liệu (dược phẩm, thực phẩm, mỹ phẩm cao cấp, vật liệu tiên tiến).
• Hãng tiêu biểu: Anton Paar, Malvern Panalytical, TA Instruments, Lamy Rheology (dòng First Pro Plus).

5. Các loại máy đo độ nhớt chuyên biệt khác

• Máy đo độ nhớt Krebs (Stormer Viscometer): Đặc biệt dùng trong ngành sơn, đo độ nhớt theo đơn vị KU (Krebs Units).
• Máy đo độ nhớt cốc chảy (Flow Cup Viscometer/Ford Cup): Đơn giản, đo thời gian một thể tích chất lỏng chảy ra khỏi một lỗ tiêu chuẩn ở đáy cốc. Thường dùng trong ngành sơn, mực.
• Máy đo độ nhớt dao động (Vibrational Viscometer): Đo sự suy giảm của dao động khi một đầu dò dao động được nhúng vào chất lỏng. Phù hợp cho các chất lỏng nhạy cảm, ít gây biến đổi cấu trúc.
• Máy đo độ nhớt inline/online: Được lắp đặt trực tiếp trên đường ống hoặc trong quy trình sản xuất để đo độ nhớt liên tục.

Khi lựa chọn máy đo độ nhớt, cần cân nhắc kỹ loại mẫu, dải độ nhớt cần đo, độ chính xác yêu cầu, mục đích sử dụng (R&D hay QC), và ngân sách.