研究者 山脇浩 > 粘性計測
高圧液体の粘性計測
高圧液体の粘性計測
・ 水晶振動子による粘性計測
・ 高圧下での水晶振動子共振スペクトル測定
・ 周波数シフトからの粘度算出(Δf法)
水晶振動子による粘性計測
液体の粘度測定法には、細管式、回転式、振動式、落体式など多くの方法がある。
水晶振動子を使った粘度測定は、単一平板型振動粘度計の一種であり、
得られる測定値が粘度と密度の積であり、粘度と密度が分離できない。
しかし、水晶振動子法には、
・小型で圧力セル内に組み込める。
・電気的計測であり、迅速に測定出来る。
・安価な市販品を入手可能。
などの利点がある。
水晶振動子の等価回路は下図のようになる。
第46回高圧討論会発表資料より抜粋
横軸を掃引周波数としたときのスペクトルが下図のようになる。
縦軸:コンダクタンスにとるとローレンツ関数のピークとなる。(黄色の線)
第46回高圧討論会発表資料より抜粋
ピーク周波数のシフトと粘度の関係は下図のようになる。
Sauerberyの式から、液体粘度が剪断速度によらず一定の仮定のもと、
Kanazawa則が導出される。
文献: K. K. Kanazawa, and J. G. Gordon II, Anal. Chim. Acta, 175 (1985), 99.
第57回高圧討論会発表資料より抜粋
高圧下での水晶振動子共振スペクトル測定
高圧力下で粘度を測るための圧力発生装置
第57回高圧討論会発表資料より抜粋
第57回高圧討論会発表資料より抜粋
周波数シフトからの粘度算出(Δf法)
第38回熱物性シンポジウム発表資料より抜粋
1. 複数の参照液体を用いて、(ηρ)1/2と周波数シフトの関係式を実験的に求める。
Kanazawa則により直線関係の式が得られる。
2. 参照液体を用いて、実験的に水晶振動子自体の圧縮による周波数シフト成分Δfpを求める。
3. 目的試料を測定し、Δfvを求める。 Δfv = Δf - Δfp
4. (ηρ)1/2との関係式を用いて、Δfvから(ηρ)1/2を算出する。
この方法を使用した例が
H. Yamawaki, Int J Thermophys (2017) 38:64 DOI:10.1007/s10765-017-2198-6