เครื่องวัดความหนืดแบบเครบส์ หรือที่เรียกว่าเครื่องวัดความหนืดแบบสตอร์เมอร์ เป็นเครื่องวัดความหนืดแบบหมุนที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการวัดความหนืดในหน่วย "เครบส์ยูนิต" (KU) ของสี สารเคลือบ กาว หมึก และวัสดุที่มีปริมาณของแข็งสูงอื่นๆ ได้รับการกำหนดมาตรฐานเป็น ASTM D562 และเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับสีทาอาคารCaltech Indiaนำเสนอเครื่องวัดความหนืดแบบเครบส์สองรุ่น ได้แก่ CES 370และCES 371
1. หลักการพื้นฐาน
หลักการทำงานคือการใช้แรงบิดคงที่ขับเคลื่อนใบพัดด้วยความเร็วคงที่ และวัดความต้านทานของของเหลว เครื่องวัดความหนืดแบบ Krebs/Stormer วัดความเร็วที่จำเป็นในการรักษาแรงบิดขับเคลื่อนคงที่ ใบพัดจะจุ่มอยู่ในตัวอย่างและหมุนด้วยตุ้มน้ำหนักที่ตกลงมาหรือมอเตอร์แบบสปริง ความหนืดของของเหลวสร้างแรงต้านต่อใบพัด ยิ่งวัสดุมีความหนืดมากเท่าใด ใบพัดก็จะหมุนช้าลงเท่านั้น ผลลัพธ์จะรายงานเป็นหน่วย Krebs (KU) กรัม หรือเซนติพอยส์ (cP) หลังจากการแปลงหน่วยแล้ว
2. งานก่อสร้างเชิงกล
เครื่องวัดความหนืดแบบเครบส์มาตรฐานประกอบด้วย:
- ระบบขับเคลื่อน: มีอยู่สองประเภทหลัก
- ระบบขับเคลื่อนด้วยน้ำหนัก: น้ำหนัก 500 กรัมจะตกลงมาและขับเคลื่อนแกนหมุนผ่านระบบรอก นี่คือการออกแบบ "สตอร์เมอร์" แบบคลาสสิก
- แบบขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์: มอเตอร์ซิงโครนัสให้แรงบิดคงที่ ส่วนแบบดิจิทัลจะใช้โหลดเซลล์ในการวัดแรงบิดที่ 200 รอบต่อนาที
- แท่งวัด: แท่งวัดมาตรฐานคือแท่งรูปตัว T หรือแท่ง 4 ใบ ทำจากสแตนเลส ขนาดตามมาตรฐาน ASTM D562: ความยาวใบ 3.5 นิ้ว ความกว้างใบ 0.75 นิ้ว ความหนา 0.020 นิ้ว แท่งวัดนี้ติดอยู่กับแกนที่หมุนได้ในชิ้นงานทดสอบ
- ภาชนะบรรจุตัวอย่าง: กระป๋องโลหะหรือพลาสติกขนาด 500 มล. โดยทั่วไปมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3.25 นิ้ว และสูง 4.25 นิ้ว กระป๋องจะวางอยู่ในที่วางเพื่อป้องกันการหมุน
- เซ็นเซอร์วัดความเร็ว / ตัวจับเวลา: ในเครื่องวัดแบบแมนนวล นาฬิกาจับเวลาจะวัดเวลาสำหรับการหมุน 100 รอบ ในเครื่องวัดแบบดิจิทัล ตัวเข้ารหัสแบบออปติคอลจะวัดรอบต่อนาทีโดยตรง
- การควบคุมอุณหภูมิ: ความหนืดขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ห้องปฏิบัติการส่วนใหญ่ใช้การควบคุมอุณหภูมิด้วยอ่างน้ำ 25°C ±0.5°C หรือถ้วยใส่ตัวอย่างแบบมีปลอกหุ้ม
3. ข้อกำหนดทางเทคนิค
| พารามิเตอร์ | ค่าทั่วไป |
| ช่วงวัด | 40 KU ถึง 141 KU ประมาณ 0.1 ถึง 100 Pa·s |
| ความเร็ว | ความเร็วรอบปกติ 200 รอบต่อนาที สำหรับหน่วยดิจิทัล |
| แรงบิด | ค่าคงที่ 54.9 mN·m สำหรับหน่วยที่ขับเคลื่อนด้วยน้ำหนัก |
| ประเภทไม้พาย | แท่งรูปตัว T 4 ใบมีด ตามมาตรฐาน ASTM D562 |
| ปริมาณตัวอย่าง | 400mL ถึง 500mL |
| ความถูกต้อง | ±2% ของค่าที่อ่านได้ หรือ ±0.5 KU |
| การทำซ้ำ | ±0.5 KU |
| อุณหภูมิในการทำงาน | อุณหภูมิแวดล้อม 5-40°C โดยตัวอย่างมาตรฐานอยู่ที่ 25°C |
4. ขั้นตอนการทดสอบตามมาตรฐาน ASTM D562
- นำตัวอย่างมาไว้ที่อุณหภูมิ 25°C
- เทของเหลว 400 มิลลิลิตรลงในภาชนะทดสอบ แล้ววางลงในเครื่องวัดความหนืด
- จุ่มไม้พายลงไปจนถึงระดับความลึกที่ทำเครื่องหมายไว้ ซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ที่ 1.25 นิ้วจากพื้นด้านล่าง
- เริ่มการหมุน สำหรับเครื่องแบบแมนนวล ให้ตั้งเวลา 100 รอบ สำหรับเครื่องแบบดิจิทัล ให้อ่านค่า KU ได้ทันทีหลังจากที่เครื่องเสถียรแล้ว
- รายงานค่าเป็น KU ที่อุณหภูมิ 25°C แผนภูมิการแปลงค่าจะแปลง KU เป็น cP หรือ Pa·s แต่การแปลงค่าจะไม่เป็นเชิงเส้น เนื่องจากอัตราการไหลไม่ใช่แบบนิวตันโดยสมบูรณ์
5. เหตุใดจึงใช้หน่วยเครบส์สำหรับสีทา?
สีทาอาคารเป็นของเหลวที่ไม่เป็นไปตามกฎของนิวตันและมีความหนืดลดลงเมื่อถูกแรงเฉือน เครื่องวัดความหนืดแบบเครบส์ (Krebs) วัดความหนืดที่อัตราแรงเฉือนต่ำถึงปานกลาง ซึ่งจำลองการทาด้วยแปรงหรือลูกกลิ้ง ค่าความหนืด 70-80 KU เป็นค่าปกติสำหรับสีทาผนัง ต่ำกว่า 60 KU = เหลวเกินไป ไหลเยิ้ม สูงกว่า 90 KU = ข้นเกินไป ทายาก รูปทรงใบพัดสร้างช่องว่างกว้างและการไหลแบบปั่นป่วน ซึ่งมีความไวต่อขนาดอนุภาคน้อยกว่ารูปทรงกรวย-แผ่น ทำให้มีความแข็งแรงทนทานต่อระบบสีที่มีเม็ดสี
6. ข้อดีและข้อจำกัด
- การอ่านโดยตรงในหน่วย KU มาตรฐานอุตสาหกรรม
- ทนทาน เรียบง่าย และรวดเร็ว — ทดสอบเสร็จภายใน 30 วินาที
- ใช้งานได้ดีกับสีเคลือบที่มีปริมาณของแข็งสูงและความหนืดสูง
- มีรุ่นตัวเรือนแก้วเพื่อความทนทานต่อตัวทำละลาย
- ข้อ จำกัด :
- ไม่เหมาะสำหรับของเหลวที่มีความหนืดต่ำ (<50 cP) — ความแม่นยำต่ำ
- วัสดุที่ไม่เป็นไปตามกฎของนิวตันจำเป็นต้องมีการรายงานค่าที่แรงเฉือนเฉพาะ
- อัตราการเฉือนไม่ได้ถูกกำหนดไว้อย่างชัดเจน ดังนั้นจึงไม่เหมาะสำหรับใช้ในหลักการทางรีโอโลยีพื้นฐาน
- การทำความสะอาดเป็นสิ่งสำคัญมาก สีที่แห้งติดอยู่บนไม้พายจะทำให้เกิดข้อผิดพลาดได้
7. เวอร์ชันสมัยใหม่
เครื่องวัดความหนืดแบบดิจิทัล Stormer ในปัจจุบันแสดงค่า KU, cP และ RPM โดยตรง พร้อมระบบบันทึกข้อมูล และการชดเชยอุณหภูมิอัตโนมัติ บางรุ่นยังสามารถปรับความเร็วรอบเพื่อสร้างกราฟแสดงอัตราการไหลได้อีกด้วย
สรุป:
เครื่องวัดความหนืด Krebs/Stormer ยังคงเป็นเครื่องมือสำคัญในการควบคุมคุณภาพสำหรับอุตสาหกรรมสี เนื่องจากมีความสัมพันธ์ที่ดีกับคุณสมบัติในการใช้งาน โดยแลกความแม่นยำทางด้านรีโอโลยีขั้นพื้นฐานกับความเร็ว ความทนทาน และความสัมพันธ์โดยตรงกับประสบการณ์ของผู้ทาสีที่มีต่อวัสดุ
รายละเอียดเพิ่มเติมสามารถดูได้ที่caltechindiaซึ่งมีเครื่องวัดความหนืดแบบ Krebs สองรุ่น ได้แก่ รุ่นCES 370และรุ่นขั้นสูงCES 371ที่มีแกนหมุนแม่เหล็กเพื่อความแม่นยำสูง จอแสดงผล LCD และเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิในตัว
หากต้องการสั่งซื้อ โปรดคลิกที่นี่
หากต้องการสอบถามข้อมูลเพิ่มเติม โปรดคลิกที่นี่