점도계

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1. 개요

점도계는 액체의 점도를 측정하는 데 사용되는 기기이다. U자형, 낙하구형, 낙하 피스톤, 진동 피스톤, 회전형 등 다양한 종류가 있으며, 각 점도계는 작동 원리와 측정 방식에 차이가 있다. 점도계는 산업 현장, 연구 실험 등 다양한 분야에서 활용되며, 유체의 특성을 파악하고 품질을 관리하는 데 중요한 역할을 한다.

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점도계
점도계
유형	과학 기기
설명	액체의 점성을 측정하는 데 사용되는 과학 기기
사용 분야	유체역학 유변학
기본 원리
점성 측정	유체의 흐름에 대한 저항을 측정
점성 정의	점성(粘性)은 유체가 흐름에 저항하는 정도를 나타내는 물리량
측정 단위	파스칼-초 (Pa·s), 센티푸아즈 (cP)
종류
모세관 점도계	모세관 점도계
회전 점도계	회전 점도계
낙하구 점도계	낙하구 점도계
진동 점도계	진동 점도계
기타	크렙스 점도계 컵 점도계 팽창 점도계 진동 점도계
작동 방식
모세관 점도계	모세관을 통과하는 유체의 흐름 속도 측정
회전 점도계	회전하는 물체에 대한 유체의 저항력 측정
낙하구 점도계	유체 내에서 낙하하는 구의 속도 측정
진동 점도계	진동하는 물체의 감쇠 측정
주요 응용
산업	화학 식품 제약 석유
연구	재료 과학 생물학 유변학 연구
추가 정보
측정 변수	전단 속도 온도 압력
데이터 분석	점도 데이터를 분석하여 유체의 특성을 평가

2. 표준 액체 점도계

표준 액체 점도계는 다양한 종류가 있으며, 각각 다른 원리와 방식으로 유체의 점도를 측정한다.

'''오스트발트 점도계''' (U자형 점도계): 빌헬름 오스트발트의 이름을 딴 유리 모세관 점도계이다. 일반적으로 알려진 특성의 유체를 사용하여 보정하며, 대부분의 상용 장치에는 변환 계수가 제공된다.

'''우벨로데 점도계''': 온도 조절조에 수직으로 고정된 U자형 유리관으로 구성된다. U자관의 한쪽에는 정밀한 좁은 구멍(모세관)의 수직 부분이 있고 그 위에 구근이 있으며, 다른 쪽 아래쪽에도 또 다른 구근이 있다. 흡입을 통해 액체를 위쪽 구근으로 끌어들인 다음 모세관을 통해 아래쪽 구근으로 흘러내리도록 한다. 액체의 수위가 두 개의 표시(위쪽 구근 위쪽과 아래쪽에 하나씩) 사이를 통과하는 데 걸리는 시간은 동점도에 비례한다.

직류형 또는 역류형으로 분류할 수 있다. 역류형은 표시 위에 저장조가 있고, 직류형은 표시 아래에 저장조가 있다. 불투명하거나 얼룩이 지는 액체를 측정할 때도 수위를 결정할 수 있도록 하기 위해 이러한 분류가 존재한다.

'''낙하구형 점도계''': 스토크스 법칙을 기본 원리로 한다. 수직 유리관 내에 정지해 있는 유체 속으로 알려진 크기와 밀도를 가진 구체를 낙하시켜 점도를 측정한다. 적절히 선택된 구체는 종단 속도에 도달하며, 이는 유리관에 표시된 두 개의 표시점을 통과하는 데 걸리는 시간을 측정하여 알 수 있다.

'''낙하 피스톤 점도계''' (노크로스 점도계): 발명가 오스틴 노크로스(Austin Norcross)의 이름을 따서 명명되었다. 피스톤과 실린더 조립체를 기반으로 점도를 측정한다. 공기 리프팅 메커니즘에 의해 피스톤이 주기적으로 상승하면, 측정 대상 물질이 피스톤과 실린더 벽 사이의 틈을 통해 피스톤 아래 공간으로 유입된다. 조립체는 몇 초 동안 들어 올려진 상태를 유지한 후 중력에 의해 떨어진다. 이때 시료는 들어온 경로와 같은 경로를 통해 배출되며, 측정된 액체에 전단 효과를 생성한다.

'''진동 피스톤 점도계''' (전자기 점도계 또는 EMV 점도계): 1986년 캠브리지 점도에서 발명되었다. 센서는 측정 챔버와 자기적으로 작용하는 피스톤으로 구성된다. 측정은 먼저 시료를 열적으로 제어되는 측정 챔버에 주입하여 이루어진다. 전자 장치는 제어된 자기장으로 피스톤을 측정 챔버 내에서 진동 운동으로 구동한다. 피스톤의 이동으로 인해 액체(또는 기체)에 전단 응력이 가해지며, 피스톤의 이동 시간을 측정하여 점도를 결정한다.

2. 1. U자형 점도계

이 장치는 유리 모세관 점도계 또는 '''오스트발트 점도계'''라고도 하며, 빌헬름 오스트발트(Wilhelm Ostwald)의 이름을 따서 명명되었다. U자형 점도계는 일반적으로 알려진 특성의 유체를 사용하여 보정하며, 대부분의 상용 장치에는 변환 계수가 제공된다.

2. 1. 1. 우벨로데 점도계

우벨로데 점도계(Ubbelohde viscometer)는 온도 조절조에 수직으로 고정된 U자형 유리관으로 구성된다. U자관의 한쪽에는 정밀한 좁은 구멍(모세관)의 수직 부분이 있다. 그 위에는 구근이 있고, 다른 쪽 아래쪽에도 또 다른 구근이 있다. 사용 시 흡입을 통해 액체를 위쪽 구근으로 끌어들인 다음 모세관을 통해 아래쪽 구근으로 흘러내리도록 한다. 두 개의 표시(위쪽 구근 위쪽과 아래쪽에 하나씩)는 알려진 부피를 나타낸다. 액체의 수위가 이러한 표시 사이를 통과하는 데 걸리는 시간은 동점도에 비례한다. 보정은 알려진 특성의 유체를 사용하여 수행할 수 있다. 대부분의 상용 장치에는 변환 계수가 제공된다.^[1]

알려진 직경의 모세관을 통해 시험 액체가 두 개의 표시된 지점 사이를 흐르는 데 필요한 시간을 측정한다. 걸린 시간에 점도계의 계수를 곱하여 동점도를 얻는다.^[1]

이러한 점도계는 직류형 또는 역류형으로 분류할 수 있다. 역류형 점도계는 표시 위에 저장조가 있고, 직류형은 표시 아래에 저장조가 있는 점도계이다. 이러한 분류는 불투명하거나 얼룩이 지는 액체를 측정할 때도 수위를 결정할 수 있도록 하기 위해 존재한다. 그렇지 않으면 액체가 표시를 가리고 수위가 표시를 통과하는 시간을 측정하는 것이 불가능하게 된다. 이를 통해 점도계는 여러 세트의 표시를 가질 수 있으므로 두 가지 시간 측정값을 얻을 수 있으며, 그에 따른 결정 가능성 계산을 통해 정확한 결과를 얻을 수 있다. 단일 측정에서 하나의 점도계로 두 가지 시간 측정을 사용하는 것은 측정 중인 샘플이 뉴턴 유체 특성을 가진 경우에만 가능하다. 그렇지 않으면 구동 헤드의 변화가 전단 속도를 변화시켜 두 구근에 대해 서로 다른 점도를 생성한다.^[1]

2. 2. 낙하구형 점도계

스토크스 법칙은 낙하구형 점도계의 기본 원리이다. 낙하구형 점도계는 수직 유리관 내에 정지해 있는 유체 속으로 알려진 크기와 밀도를 가진 구체를 낙하시켜 점도를 측정하는 장치이다. 적절히 선택된 구체는 종단 속도에 도달하며, 이는 유리관에 표시된 두 개의 표시점을 통과하는 데 걸리는 시간을 측정하여 알 수 있다. 불투명한 유체의 경우 전자 감지 방식을 사용할 수 있다. 종단 속도, 구체의 크기와 밀도, 그리고 액체의 밀도를 알면 스토크스 법칙을 사용하여 유체의 점도를 계산할 수 있다. 계산의 정확도를 높이기 위해 일반적으로 다양한 직경의 강철 볼 베어링을 사용한다. 학교 실험에서는 글리세롤을 유체로 사용하며, 이 기술은 산업적으로 공정에 사용되는 유체의 점도를 확인하는 데 사용된다. 여기에는 많은 종류의 오일과 폴리머 액체(예: 용액)가 포함된다.

1851년, 조지 가브리엘 스토크스는 풀기 어려운 나비어-스토크스 방정식의 작은 유체 질량 한계를 변경하여, 연속적인 점성 유체 내에서 매우 작은 레이놀즈 수(예: 매우 작은 입자)를 가진 구형 물체에 작용하는 마찰력(또는 항력)에 대한 다음 식을 유도했다.

:

F = 6 \pi r \eta v,

여기서

'' $F$ ''는 마찰력,
'' $r$ ''은 구형 물체의 반지름,
'' $\eta$ ''는 유체 점도,
'' $v$ ''는 입자 속도이다.

입자가 고유한 무게로 점성 유체 내에서 낙하하는 경우, 이 마찰력과 부력이 중력과 정확히 균형을 이룰 때 종단 속도(침강 속도라고도 함)에 도달한다. 결과적으로 얻어지는 침강 속도(또는 종단 속도)는 다음과 같다.

:

V_\text{s} = \frac{2}{9} \frac{r^2 g (\rho_p - \rho_f)}{\mu},

여기서:

는 입자 침강 속도(m/s)이며, 인 경우 수직 아래쪽, 인 경우 위쪽으로 향한다.
은 입자의 스토크스 반지름(m),
는 중력 가속도(m/s²),
는 입자의 밀도(kg/m³),
는 유체의 밀도(kg/m³),
는 유체의 (동적) 점도(Pa·s)이다.

스토크스 흐름을 가정하므로 레이놀즈 수는 작아야 한다.

이 결과의 유효성에 대한 제한 요인은 사용되는 구의 거칠기이다.

단순한 낙하구형 점도계를 변형한 것이 회전구 점도계인데, 이는 시험 유체에 잠긴 채 경사면을 따라 구르는 구의 시간을 측정한다. 특허받은 V형 판을 사용하면 이동 거리에 대한 회전 수가 증가하여 더 작고 휴대성이 좋은 장치를 만들 수 있다. 구의 제어된 회전 운동은 낙하구에서 발생할 수 있는 유체의 난류를 방지한다.^[2] 이러한 유형의 장치는 선박에서도 사용하기에 적합하다.

2. 3. 낙하 피스톤 점도계

낙하 피스톤 점도계는 발명가 오스틴 노크로스(Austin Norcross)의 이름을 따 노크로스 점도계라고도 불린다. 이 견고하고 민감한 산업용 장치는 피스톤과 실린더 조립체를 기반으로 점도를 측정한다. 공기 리프팅 메커니즘에 의해 피스톤이 주기적으로 상승하면, 측정 대상 물질이 피스톤과 실린더 벽 사이의 틈(간극)을 통해 피스톤 아래 공간으로 유입된다. 조립체는 몇 초 동안 들어 올려진 상태를 유지한 후 중력에 의해 떨어진다. 이때 시료는 들어온 경로와 같은 경로를 통해 배출되며, 측정된 액체에 전단 효과를 생성하여 티크소트로피 액체 측정에 특히 적합하다. 낙하 시간은 점도의 척도가 되며, 피스톤과 실린더 내부 사이의 간극이 측정 오리피스를 형성한다.^[1] 점도 제어기는 낙하 시간(점도의 척도인 낙하 시간 초)을 측정하고 결과 점도 값을 표시한다. 제어기는 낙하 시간 값을 컵 초(유출 컵), 세이볼트 유니버설 초(SUS) 또는 센티푸아즈로 보정할 수 있다.^[1]

단순성, 반복성, 낮은 유지보수 및 긴 수명 덕분에 산업용으로 널리 사용된다. 이 측정 방식은 유량이나 외부 진동의 영향을 받지 않으며, 다양한 조건에 적용할 수 있어 공정 제어 환경에 이상적이다.^[1]

2. 4. 진동 피스톤 점도계

진동 피스톤 점도계(전자기 점도계 또는 EMV 점도계)는 1986년 캠브리지 점도(구 캠브리지 응용 시스템)에서 발명되었다. 센서는 측정 챔버와 자기적으로 작용하는 피스톤으로 구성된다. 측정은 먼저 시료를 열적으로 제어되는 측정 챔버(피스톤이 있는 곳)에 주입하여 이루어진다. 전자 장치는 제어된 자기장으로 피스톤을 측정 챔버 내에서 진동 운동으로 구동한다. 피스톤의 이동으로 인해 액체(또는 기체)에 전단 응력이 가해지며, 피스톤의 이동 시간을 측정하여 점도를 결정한다. 피스톤과 측정 챔버 사이의 환형 간격, 전자기장의 세기, 피스톤의 이동 거리에 대한 구조 매개변수는 뉴턴의 점성 법칙에 따라 점도를 계산하는 데 사용된다.

진동 피스톤 점도계 기술은 실험실 응용 분야에서 소량 시료 점도 및 미량 시료 점도 시험에 적용되었다. 또한 실험실 및 공정 환경 모두에서 고압 점도 및 고온 점도 측정에도 적용되었다. 점도 센서는 압축기 및 엔진에 사용되는 소형 점도계, 딥 코팅 공정용 유량 점도계, 정유소에서 사용되는 인라인 점도계 및 수백 가지의 다른 응용 분야와 같이 광범위한 산업 응용 분야에 맞게 확장되었다. 현대 전자 장치의 감도 향상은 학술 연구실에서 기체 점도를 연구하는 데 진동 피스톤 점도계의 인기를 높이고 있다.

3. 진동형 점도계

진동형 점도계는 유체에 잠긴 진동체의 감쇠를 측정하여 점도를 결정하는 방식이다. 1950년대 벤딕스(Bendix) 계기에서 시작되었다. 점도가 높을수록 진동체에 가해지는 감쇠가 커지는 원리를 이용한다.

진동형 점도계의 감쇠는 다음 방법으로 측정한다.

진동자를 일정한 진폭으로 진동시키는 데 필요한 전력을 측정한다.
여기(excitation)를 끈 후 진동의 감쇠 시간을 측정한다.
여기와 응답 파형 사이의 위상각 함수로서 공진기의 주파수를 측정한다.

진동형 점도계는 견고한 산업용 시스템으로, 공정 조건에서 점도를 측정하는 데 사용된다. 센서의 활성 부분은 진동하는 막대이며, 진동 진폭은 막대가 잠긴 유체의 점도에 따라 달라진다. 섬유 포함 유체나 고점도 유체 측정에 적합하며, 유지보수가 적고 움직이는 부분이 없어 널리 사용된다. 기본적인 또는 산성 유체도 에나멜 코팅을 추가하거나 센서 재질을 316L 스테인리스강 등으로 변경하여 측정할 수 있다.

3. 1. 석영 점도계

석영 점도계는 특수한 종류의 진동 점도계이다. 여기서, 진동하는 석영 결정을 유체에 담그면, 진동 거동에 대한 특정한 영향이 점도를 정의한다. 석영 점도 측정의 원리는 W. P. Mason의 아이디어에 기초한다. 기본 개념은 점도 결정을 위한 압전 결정의 적용이다. 발진기에 인가되는 고주파 전기장은 센서의 움직임을 일으켜 유체의 전단을 발생시킨다. 그러면 센서의 움직임은 유체의 외부 힘(전단 응력)의 영향을 받아 센서의 전기적 반응에 영향을 미친다.^[3] 석영 결정을 이용한 점도 결정의 전제 조건인 보정 절차는 B. Bode로 거슬러 올라가는데, 그는 진동 시스템의 전기적 및 기계적 전달 거동에 대한 자세한 분석을 용이하게 했다.^[4] 이 보정을 기반으로 정지 및 흐르는 액체에서 연속적인 점도 결정을 허용하는 석영 점도계가 개발되었다.^[5]

4. 회전형 점도계

회전형 점도계는 유체 내에서 물체를 회전시키는 데 필요한 힘(토크)이 유체의 점도에 따라 달라진다는 원리를 이용한다. 이 장치는 유체 속에서 디스크나 밥(bob)을 일정한 속도로 회전시키고, 이때 필요한 토크를 측정하여 점도를 계산한다.

회전형 점도계에는 "컵과 밥 점도계", "원뿔과 평판 점도계" 등 다양한 종류가 있다. 어떤 기하학적 구조를 사용하든, 여러 전단 속도나 응력값을 측정하고 이를 이용하여 유동 곡선(점도 대 전단 속도 그래프)을 그릴 수 있다. 측정값이 각 단계에서 충분히 안정되면, 그 데이터는 "평형" 상태에 있다고 하며, 이러한 "평형 유동 곡선"은 다른 기기나 구조에서도 재현 가능하므로 비평형 측정보다 선호된다.^[1]

4. 1. 컵과 밥 점도계

"컵과 밥(cup and bob)" 점도계는 시험 셀 내에서 전단될 시료의 정확한 부피를 정의하여 작동한다. 특정 회전 속도를 달성하는 데 필요한 토크를 측정하여 그래프로 나타낸다. "컵과 밥" 점도계에는 "쿠에트(Couette)" 또는 "시얼(Searle)" 시스템으로 알려진 두 가지 고전적인 기하학적 구조가 있으며, 컵과 밥 중 어느 것이 회전하는지에 따라 구분된다. 회전하는 컵은 매우 높은 전단 속도에서 테일러 와류의 발생을 줄이기 때문에 어떤 경우에는 선호되지만, 회전하는 밥이 다른 기하학적 구조에도 더 유연하게 적용할 수 있는 기기 설계가 가능하기 때문에 더 일반적으로 사용된다.

4. 2. 원뿔과 평판 점도계

원뿔과 평판 점도계는 평평한 판에 매우 가까운 좁은 각도의 원뿔을 사용한다. 이 시스템을 사용하면 기하학적 구조 사이의 전단 속도는 주어진 회전 속도에서 일정하다. 점도는 전단 응력(토크에서 구함)과 전단 속도(각속도에서 구함)에서 쉽게 계산할 수 있다.^[1]

어떤 기하학적 구조를 사용한 시험이 여러 전단 속도 또는 응력 표를 거치는 경우, 데이터를 사용하여 유동 곡선, 즉 점도 대 전단 속도 그래프를 그릴 수 있다. 위의 시험을 측정값(속도가 제어되는 경우 전단 응력 또는 그 반대)이 각 단계에서 안정적인 값에 도달할 만큼 충분히 느리게 수행하면 데이터는 "평형" 상태에 있다고 하며, 그래프는 "평형 유동 곡선"이 된다. 이는 여러 다른 기기 또는 다른 기하학적 구조에서 데이터를 복제할 수 있기 때문에 비평형 측정보다 선호된다.^[1]

4. 3. 전자기 회전 구형 점도계 (EMS 점도계)

electromagnetically spinning sphere viscometer^영어 (EMS 점도계)에서 사용되는 공식은 다음과 같다.

:

\begin{align}C_1 &= 2\pi r_\text{a}^2 H, \\C_2 &= \frac{2 r_\text{i}^2 r_\text{o}^2}{r_\text{a}^2 \left( r_\text{o}^2 - r_\text{i}^2\right)},\end{align}

여기서,

$r_\text{a}$ 는 평균 반지름
$r_\text{i}$ 는 내부 반지름
$r_\text{o}$ 는 외부 반지름
$H$ 는 원통의 높이

C_1

은 평균 반지름

r_\text{a}

에서 발생하는 전단 응력을 고려한다.

4. 4. 슈타빙거 점도계

EMS 점도계는 전자기적 상호작용으로 회전하는 구의 움직임을 관찰하여 액체의 점도를 측정하는 장치이다. 로터에 부착된 두 개의 자석이 회전 자기장을 생성한다. 측정 대상 시료 ③은 작은 시험관 ② 안에 들어 있으며, 시험관 내부에는 알루미늄 구 ④가 있다. 시험관은 온도 조절 챔버 ①에 위치하며, 구는 두 자석의 중앙에 오도록 배치된다.

회전 자기장은 구에 와전류를 유도한다. 이 와전류와 자기장 사이의 로렌츠 상호작용으로 인해 구를 회전시키는 토크가 발생한다. 구의 회전 속도는 자기장의 회전 속도, 자기장의 크기, 그리고 구 주변 시료의 점도에 따라 결정된다. 구의 움직임은 셀 아래에 설치된 비디오 카메라 ⑤로 관찰된다. 구에 작용하는 토크는 자기장의 각속도 ''Ω''_B^영어와 구의 각속도 ''Ω''_S^영어의 차이에 비례한다. 따라서 (''Ω''_B − ''Ω''_S)/''Ω''_S^영어와 액체의 점도 사이에는 선형 관계가 성립한다.

이 새로운 측정 원리는 도쿄 대학교의 Sakai 등이 개발하였다. EMS 점도계는 다른 회전 점도계와 비교하여 다음과 같은 세 가지 주요 특징을 갖는다.

시료와 직접 접촉하는 점도계의 모든 부품은 일회용이며 가격이 저렴하다.
측정이 밀폐된 시료 용기 안에서 이루어진다.
EMS 점도계는 매우 적은 양(0.3ml)의 시료만으로도 측정이 가능하다.

5. 기포 점도계

기포 점도계는 수지와 니스와 같이 알려진 액체의 동점도를 빠르게 측정하는 데 사용된다. 기포가 상승하는 데 걸리는 시간은 액체의 점도에 정비례하므로, 기포가 상승하는 속도가 빠를수록 점도는 낮다. 알파벳 비교법은 0.005~1,000 스토크스의 점도 범위를 다루기 위해 알려진 점도의 A5부터 Z10까지의 4세트의 문자 기호가 붙은 표준관을 사용한다. 직접 시간 측정법은 "기포 시간(bubble seconds)"을 측정하기 위해 단일 3선 시간 측정관을 사용하며, 이는 스토크스로 변환될 수 있다.^[10]

이 방법은 상당히 정확하지만, 관 내 기포 모양의 변화로 인한 부력 변화 때문에 측정값이 달라질 수 있다.^[10] 그러나 이는 심각한 오류를 유발하지는 않는다.

6. 직사각형 슬릿 점도계

직사각형 슬릿 점도계/레오미터의 기본 설계는 균일한 단면적을 가진 직사각형 슬릿 채널로 구성된다. 시험 액체는 일정한 유량으로 이 채널을 통해 펌핑된다. 그림과 같이 유동 방향을 따라 일정한 간격으로 장착된 여러 개의 압력 센서가 압력 강하를 측정한다.^[11]

'''측정 원리:''' 슬릿 점도계/레오미터는 점성 액체가 흐름에 저항하여 슬릿 길이를 따라 압력이 감소하는 기본 원리에 기반한다. 압력 감소 또는 강하()는 벽 경계에서의 전단 응력과 상관관계가 있다. 겉보기 전단 속도는 유량과 슬릿 치수와 직접적으로 관련이 있다. 겉보기 전단 속도, 전단 응력 및 겉보기 점도는 다음과 같이 계산된다.

:

\begin{align}\dot{\gamma}_\text{a} &= \frac{6Q}{wh^2}, \\\sigma &= \frac{wh}{2(w + h)} \frac{\Delta P}{l}, \\\eta_\text{a} &= \frac{\sigma}{\dot{\gamma}_\text{a}},\end{align}

여기서

$\dot{\gamma}$ 는 겉보기 전단 속도(s⁻¹)이고,
는 전단 응력(Pa)이고,
는 겉보기 점도(Pa·s)이고,
는 선행 압력 센서와 마지막 압력 센서 사이의 압력 차이(Pa)이고,
는 유량(ml/s)이고,
는 유동 채널의 너비(mm)이고,
는 유동 채널의 깊이(mm)이고,
은 선행 압력 센서와 마지막 압력 센서 사이의 거리(mm)이다.

액체의 점도를 결정하기 위해 액체 시료를 일정한 유량으로 슬릿 채널을 통해 펌핑하고 압력 강하를 측정한다. 이러한 방정식에 따라 겉보기 전단 속도에 대한 겉보기 점도가 계산된다. 뉴턴 유체의 경우 겉보기 점도는 실제 점도와 같으며 단일 전단 속도 측정으로 충분하다. 비뉴턴 유체의 경우 겉보기 점도는 실제 점도가 아니다. 실제 점도를 얻으려면 여러 겉보기 전단 속도에서 겉보기 점도를 측정한다. 그런 다음 와이젠베르크-라비노비치-무니 보정 계수를 사용하여 다양한 전단 속도에서 실제 점도 를 계산한다.^[12]

:

\frac{1}{\eta} = \frac{1}{2\eta_\text{a}}\left(2 + \frac{\mathrm{d} \ln{\dot{\gamma}_\text{a}} }{\mathrm{d} \ln{\sigma}}\right).

계산된 실제 점도는 동일한 전단 속도에서 원뿔-평판 값과 같다.

직사각형 슬릿 점도계/레오미터의 수정된 버전은 겉보기 신장 점도를 결정하는 데에도 사용할 수 있다.

7. 크레브스 점도계

크레브스 점도계(Krebs Viscometer)는 디지털 그래프와 작은 측면 스핀들을 사용하여 유체의 점도를 측정하는 장비이다. 주로 페인트 산업에서 사용된다.

8. 기타 점도계

구슬이나 기타 물체를 사용하는 다른 점도계도 있다. 비뉴턴 유체를 특성화할 수 있는 점도계는 일반적으로 레오미터 또는 플라스토미터라고 한다. 모세관 점도계나 VROC® 점도계와 같은 일부 기기는 뉴턴 유체와 비뉴턴 유체 모두를 측정할 수 있다.^[13]^[14]

ICI "오스카(Oscar)" 점도계는 밀봉된 유체 용기를 비틀림 방식으로 진동시켜, 정교한 측정 기술을 통해 시료의 점도와 탄성을 모두 측정할 수 있었다.

8. 1. 마쉬 깔때기 점도계

마쉬 깔때기 점도계는 원뿔 모양의 바닥에 있는 짧은 관을 통해 정해진 양의 액체가 흘러나오는 시간(유출 시간)으로 점도를 측정한다. 이는 포드, 자인, 쉘 컵과 같이 원뿔과 다양한 노즐 크기를 사용하는 유출 컵과 원리가 유사하다. 측정은 ISO 2431, ASTM D1200 - 10 또는 DIN 53411에 따라 수행할 수 있다.^[15]

8. 2. 플렉시블 블레이드 레오미터

플렉시블 블레이드 레오미터는 이동하거나 고정된 블레이드(때로는 날개 또는 단면 고정 캔틸레버라고 함)의 유연성으로 인한 유동장의 미세한 변화를 이용하여 저점도 액체의 측정 정확도를 향상시킨다.

8. 3. 회전 디스크 점도계

회전 디스크 점도계는 가황 전 고무의 재료 점도와 스코치 시간을 측정하기 위한 표준 점도계이다.

참조

_[1] 서적 An introduction to rheology Elsevier 1989
_[2] 웹사이트 Experimental determination of viscosity (viscometer) https://www.tec-scie[...] 2020-06-25
_[3] 논문 Measurement of the viscosity and shear elasticity of liquids by means of a torsionally vibrating crystal 1947
_[4] 논문 Entwicklung eines Quarzviskosimeters für Messungen bei hohen Drücken TU Clausthal 1984
_[5] 웹사이트 Viscosimeter QVis | flucon fluid control GMBH http://flucon.de/pro[...] 2015-07-02
_[6] 학술지 Viscoelastic, mechanical, and dielectric measurements on complex samples with the quartz crystal microbalance 2008
_[7] 서적 2016 IEEE International Frequency Control Symposium (IFCS) IEEE 2016
_[8] 학술지 Viscosity measurement of industrial oils using the droplet quartz crystal microbalance 2003
_[9] 서적 Dubbel Handbook of Mechanical Engineering Springer-Verlag Ltd. 1994
_[10] 간행물 ASTM Paint and Coatings Manual
_[11] 웹사이트 Viscometer/Rheometer-On-a-Chip, VROC Technology https://www.rheosens[...]
_[12] 웹사이트 Viscosity Correction: Weissenberg-Rabinowitsch-Mooney (WRM) https://www.rheosens[...]
_[13] 학술지 Viscosity measurement of non-Newtonian fluid foods with a mass-detecting capillary viscometer 2003-06
_[14] 웹사이트 Viscometer/Viscosity Meter https://dhanbadinstr[...]
_[15] 웹사이트 The Marsh Funnel and Drilling Fluid Viscosity: A New Equation for Field Use https://kb.oges.info[...]

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