Qu’est-ce qu’un viscosimètre en ligne ?
Un viscosimètre en ligne est un instrument de mesure utilisé pour déterminer la viscosité d’un fluide dans un réservoir contenant une tuyauterie ou un matériau liquide. On parle de viscosimètres en ligne car l’appareil est installé directement sur la ligne de production. La viscosité du fluide est mesurée, et de nombreux produits numériques sont utilisés pour calculer la viscosité en temps réel. Les viscosimètres en ligne sont utilisés non seulement pour mesurer la viscosité, mais aussi comme interrupteurs pour activer d’autres dispositifs de sécurité, ajuster les débits et les vitesses d’agitation à partir des valeurs mesurées.
Utilisations des viscosimètres en ligne
Les viscosimètres en ligne sont utilisés dans les usines chimiques, les usines et les usines alimentaires. Lors du choix d’un viscosimètre en ligne, il est important de tenir compte du débit et de la viscosité à traiter, de la précision de la mesure, de la facilité de maintenance et de la facilité de contrôle de la sortie. La viscosité varie également en fonction de la température. Par conséquent, si la température ou d’autres facteurs environnementaux changent au cours du processus de l’usine, un produit capable de mesurer simultanément la température de la section de mesure est approprié.
Voici quelques exemples d’utilisations des viscosimètres en ligne :
- Contrôle du degré de mélange pendant les opérations d’agitation dans les usines chimiques.
- Contrôle des conditions alimentaires dans les tuyaux de transport dans les usines alimentaires.
- Contrôle de la viscosité des peintures dans les processus de production de peinture.
- Contrôle de la viscosité des matériaux de revêtement dans les papeteries.
Principe des viscosimètres en ligne
La plupart des viscosimètres en ligne calculent la viscosité d’un fluide d’intérêt à partir de la magnitude de sa résistance à un mouvement de rotation en torsion. Ils sont parfois décrits comme des viscosimètres vibratoires car ils mesurent la viscosité en utilisant des vibrations de torsion à une tige.
Dans le viscosimètres en ligne vibrants, deux masses inertielles ayant la même masse d’inertie sont fixées aux deux extrémités d’une longue tige mince appelée tige de torsion, dont l’une est placée dans le fluide en tant que détecteur. Lorsque la tige de torsion est soumise à une vibration rotative avec la direction longitudinale de la tige comme axe de rotation, l’élément de mesure dans le liquide visqueux est contré par la masse d’inertie dans l’air. Cela résulte à la tige de torsion soumise à une force de torsion externe. Le principe de mesure du viscosimètres en ligne est que la variation de l’amplitude de vibration entre la masse d’inertie dans l’air et l’élément de mesure dans le liquide est calculée comme la variation de la viscosité.
La vibration de la tige de torsion est générée par un actionneur en céramique ou similaire. Les actionneurs en céramique sont également appelés actionneurs piézoélectriques et possèdent une propriété appelée effet piézoélectrique. Grâce à cette dernière, ils se déforment et génèrent une tension lorsqu’une force externe est appliquée.
Structure d’un viscosimètres en ligne
Un viscosimètres en ligne se compose de deux parties : la section de mesure, qui est reliée à la tuyauterie ou au réservoir, et la section d’exploitation et d’affichage, qui calcule et affiche la viscosité.
La section de mesure est munie d’un boîtier pour le raccordement à la tuyauterie, à l’intérieur duquel se trouvent des masses d’inertie de même taille sur les faces supérieure et inférieure. La masse d’inertie supérieure est immergée dans l’air et la masse d’inertie inférieure dans le liquide et est soumise à des résistances différentes lors de la mesure de la viscosité. La fine tige reliant les deux masses d’inertie est une tige de torsion. La tige de torsion est soumise à des forces de torsion qui dépendent de l’ampleur de la viscosité du liquide. Les masses d’inertie et les tiges sont entraînées par un actionneur en céramique, qui fournit l’oscillation de torsion.
Informations complémentaires sur les viscosimètres en ligne
Définition de la viscosité
La viscosité est décrite en termes de liquide pris en sandwich entre deux plaques. Lorsque l’une des deux plaques est fixe et que l’autre est déplacée horizontalement à une certaine vitesse, la vitesse relative des deux plaques divisée par la distance qui les sépare est le taux de cisaillement. La force de résistance due à la force de frottement entre les deux plaques est appelée “contrainte de cisaillement”. La viscosité d’un liquide est définie comme le coefficient μ lorsqu’un taux de cisaillement V et une contrainte de cisaillement τ donnés sont appliqués à l’équation suivante.
μ = τ/V
Tous les fluides n’ont pas une viscosité constante indépendamment du taux de cisaillement. Les fluides dont la viscosité reste constante quelle que soit la vitesse de cisaillement sont appelés “fluides newtoniens” et ceux dont la viscosité n’est pas constante sont appelés “fluides non newtoniens”. Ils ont divisés en trois catégories en fonction de leurs propriétés : les fluides plastiques, les fluides pseudoplastiques et les fluides dilatants.