Реометр TA Instruments ARES-G2

Реометр ARES-G2 представляет собой ротационный реометр построенный с использованием уникальной технологии разделения нагружающего и измерительного элементов. Данный прибор является результатом пяти лет непрерывной исследовательской работы специалистов фирмы TA Instruments и представляет собой существенный вклад разработчиков фирмы в точность и "чистоту" реологического измерения. В настоящее время ARES-G2 остается единственным коммерчески доступным прибором способным измерять напряжение (силу) независимо от приложенной к образцу деформации. Кроме того факта что ARES-G2 наследует лучшие характеристики таких приборов предыдущего поколения как ARES-L1 и ARES-L2, он вносит целый ряд новых черт и поэтому не может рассматриваться как продолжение классического дизайна унаследованного от фирмы Rheometric Scientific.

В отличие от приборов предыдущего поколения этой серии, ARES-G2 способен работать как в режиме контролируемой деформации, так и в режиме контролируемой нагрузки. Вторым отличием прибора является то, что блоки питания и электроника вынесены в отдельный модуль для того, чтобы не наводить шумы на измерительную станцию. Тоже самое сделано с блоком питания дополнительной печи принудительной конвекции (FCO). Полной модификации подверглись и преобразователь измерения силы (Force Rebalance Transducer - FRT), воздушный подшипник и нагружающий линейный мотор. Одновременно в прибор были встроены наработки и технологии облегчающие жизнь пользователю и существенно увеличивающие гибкость конфигурации реометра. Сюда прежде всего следует отнести технологию распознавания и переключения приставок и систем контроля температуры SmartSwap®, специальные рельсы для приставок, позволяющие поворот на 180 градусов.

Тест-станция ARES-G2 изготовлена из материалов обеспечивающих оптимальную жесткость и виброустойчивость, что особенно важно при работе в осцилляционном режиме с высокими частотами. Кроме того разработчики позаботились о точности позиционирования насадок, для сведения к минимуму необходимости юстировки при замене и стабильности размера всех частей измерительной системы в широком температурном диапазоне. Позиционирование головки реометра с измерительным элементом контролируется оптическим кодером с точностью 0.1 мкм, что обеспечивает точную и воспроизводимую установку зазора.

На передней панели прибора смонтирован цветной сенсорный дисплей функциями которого является отображение ряда текущих параметров прибора и управление такими функциями как установка температуры, зазора, загрузка образца, что позволяет экспериментатору не отвлекаться на перемещение от прибора к управляющему компьютеру и обратно и визуально контролировать процесс.

В ARES-G2 встроен пятиканальный интерфейс для быстрой регистрации данных. Интерфейс позволяет регистрировать одновременно угловое смещение, крутящий момент и нормальную силу в любых экспериментальных режимах. В режиме осцилляции этот интерфейс особенно полезен, так как позволяет одновременно регистрировать величину и фазу измеряемых сигналов с высокой точностью вплоть до 10 гармоники.
Еще одной интересной особенностью прибора является активный контроль температуры. Прибор использует патентованную технологию бесконтактных температурных сенсоров для постоянного контроля температур нижней и верхней насадок. Подобный контроль позволяет более точно проводить тесты с малыми амплитудами колебаний. Температурный контроль проводится непосредственно на тестирующих поверхностях, т.е. на поверхности соприкосновения образца и насадки без какого-либо влияния на образец.

Технические характеристики

Системы контроля температуры и приставки

Печь принудительной конвекции (FCO) это дополнительная печь использующая циркуляцию воздуха/N2 для максимальной температурной стабильности, быстрого нагревания и охлаждения и простоты использования в диапазоне температур от -150°С до 600°С. Максимальная скорость контролируемого нагревания 60°С/мин.

Дополнительная приставка с жидким азотом обеспечивает охлаждение до -150°С. Печь FCO используется в основном при исследовании расплавов полимеров и твердых образцов. Высокая температурная стабильность обеспечивается двумя тепловыми пушками создающими противоток газовой среды в цилиндрической камере печи и тремя платиновыми термометрами в низу, середине и верху печи.

Печь устанавливается на стандартные рельсы для приставок, позволяющие крепить ее как справа, так и слева тест-станции ARES-G2 и имеет термостойкое окошко и подсветку для наблюдения за поведением образца в процессе эксперимента. Кроме того в печи может быт установлена камера с удаленным фокусированием и подсветкой. Используя программное обеспечение можно фиксировать внешний вид образца в каждой точке зарегистрированной кривой. Такой вариант очень удобен для валидации данных.

Печь принудительной конвекции может использовать параллельные плоскости, конус-плоскость, сменные плоские насадки, зажим для тестирования твердых прямоугольных образцов и зажим для измерения вязкости на удлинение (EVF).

Столик Пельтье представляет собой вариант системы контроля температуры с диапазоном от -40°С до 180°С и максимальной скоростью нагревания 30°С/мин. Точность установки температуры в данном случае равна ±0.1°С. Платиновый термометр располагается в центре нижней части и обеспечивает точный контроль и измерение температуры образца. Это наиболее часто используемое устройство контроля температуры при исследовании структурированных жидкостей в конфигурации конус-плоскость или плоскость-плоскость.

Открытая конструкция позволяет легко загружать образец и легко очищать поверхность между экспериментами. Новая ловушка для растворителя и крышка для обдува может дополнять при необходимости измерительную систему. В варианте ловушки для растворителя (для того, чтобы предотвратить высыхание образца в процессе эксперимента) образец полностью изолирован от окружающей атмосферы за счет жидкостного затвора наверху (со стороны преобразователя) и постоянного затвора снизу (со стороны мотора). Кроме того снизу может также быть размещено кольцо с растворителем, это позволяет испарением растворителя достигать насыщенной атмосферы внутри камеры.

В порты для продува можно подавать газы.

Циркуляционная жидкостная баня может использоваться с конфигурациями конус-плоскость, плоскость-плоскость и концентрические цилиндры. Концентрические цилиндры наиболее актуальны при исследовании жидкостей с низкой вязкостью, взвесей с ограниченной стабильностью и приложений в которых основным препятствием может быть испарение растворителя. Данный вариант требует дополнительного жидкостного циркулятора с контролем от компьютера для автоматической установки температуры. При использовании соответствующих жидкости и циркулятора температурный диапазон может достигать от -10°С до 150°С.