DE3888083T2 - Verfahren und Apparat zur rheologischen Prüfung. - Google Patents

Verfahren und Apparat zur rheologischen Prüfung.

Info

Publication number
DE3888083T2
DE3888083T2 DE3888083T DE3888083T DE3888083T2 DE 3888083 T2 DE3888083 T2 DE 3888083T2 DE 3888083 T DE3888083 T DE 3888083T DE 3888083 T DE3888083 T DE 3888083T DE 3888083 T2 DE3888083 T2 DE 3888083T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
values
response
excitation
torque
sample
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE3888083T
Other languages
English (en)
Other versions
DE3888083D1 (de
Inventor
Thomas Dean Masters
Henry Augustine Pawlowski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Monsanto Co
Original Assignee
Monsanto Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Monsanto Co filed Critical Monsanto Co
Application granted granted Critical
Publication of DE3888083D1 publication Critical patent/DE3888083D1/de
Publication of DE3888083T2 publication Critical patent/DE3888083T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N11/00Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
    • G01N11/10Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material
    • G01N11/16Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material by measuring damping effect upon oscillatory body
    • G01N11/162Oscillations being torsional, e.g. produced by rotating bodies
    • G01N11/165Sample held between two members substantially perpendicular to axis of rotation, e.g. parallel plate viscometer

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft Verfahren zur Prüfung von Gummi oder gummiartigen viskoelastischen Materialien zur Bestimmung ihrer rheologischen Eigenschaften sowie Geräte zur Durchführung solcher Prüfungen. Spezieller bezieht sich diese Erfindung auf Verfahren zur Erfassung von Werten des Speichermoduls, des Verlustmoduls oder von beiden für solche viskoelastischen Materialen sowie auf Geräte zur Erlassung solcher Werte.
  • Die Reaktion von viskoelastischen Materialien wie Gummi auf Verformung ist nicht einfach, im Vergleich zu der einer Metallfeder oder einer Flüssigkeit. Gummi hat ein Reaktionsverhalten irgendwo zwischen dem einer Metallfeder und einer Flüssigkeit wie etwa Wasser. Eine Metallfeder setzt Verformungen einen Widerstand proportional zum Ausmaß der Verformung oder zu der auf die Feder ausgeübten Belastung entgegen. Es kommt nicht darauf an, wie langsam oder schnell man die Feder auslenkt, sondern nur darauf, wie weit sie ausgelenkt wird. Eine Flüssigkeit wie etwa Wasser setzt Verformung einen Widerstand proportional zur Geschwindigkeit der Verformung oder zur Belastungsänderung entgegen. Wenn man mit einer Bewegung in Wasser aufhört, hört der Widerstand des Wassers auf.
  • Wenn Gummi verformt wird, so ist ein Teil seines Verformungswiderstands zum Ausmaß der Verformung proportional und ein Teil seines Widerstands ist proportional zur Geschwindigkeit der Verformung. Die Konstante, die für ein bestimmtes Gummi zur Beschreibung der Stärke des Widerstands dieses Gummis gegen das Ausmaß der Verformung benutzt wird, ist G' oder S' (sprich G-Strich oder S-Strich). Es ist zu bemerken, daß G eine naturwissenschaftliche Bedeutung hat, nämlich die des Schermoduls, während S ein allgemeiner Ausdruck ist, der sich auf die "Steifheit" des Gummis bezieht. Ein steiferes Gummi hat ein größeres G' oder S'. Diese Konstante gibt auch die Energiemenge an, die durch das Gummi gespeichert werden kann. Die Konstante, die zur Beschreibung des Widerstands desselben Gummis gegen die Verformungsgeschwindigkeit benutzt wird, ist G'' oder S'' (sprich G- Zweistrich oder S-Zweistrich). Diese Konstante gibt auch die Energiemenge an, die in Wärme umgewandelt wird und verlorengeht (das Verhältnis dieser beiden (G''/G' oder S''/S') ist eine wichtige Gummieigenschaft, die tan (8) genannt wird).
  • Herkömmliche Vorrichtungen zur Prüfung von Gummi und gummiartigen viskoelastischen Materialien werden typischerweise durch Vulkameter oder Rheometer gebildet, die dazu eingerichtet sind, die Eigenschaften einer Gummiverbindung zu messen, während sie vulkanisiert wird. Solche Vorrichtungen weisen häufig einen oszillierenden Rotor auf, der in einer unter Druck eingeschlossenen Probe angeordnet ist, wobei der Rotor durch einen Exzentermechanismus angetrieben wird, um die Gummiprobe nach einem sinusförmigen Muster zu erregen, und das ausgeübte Drehmoment gemessen wird. Bei anderen Vorrichtungen dieser Art ist kein Rotor vorgesehen, und es wird eine der einschließenden Formen angetrieben und das resultierende Drehmoment auf die gegenüberliegende Form gemessen. Typischerweise werden die Werte des Drehmoments bei maximaler Auslenkung erfaßt und als Maß für den Speichermodul des Materials genommen; das Drehmoment bei Null-Auslenkung ist für den Verlustmodul repräsentativ. Alternativ wird, nachdem das Drehmoment bei maximaler Auslenkung bestimmt wurde, auch der Wert des maximalen Drehmoments gemessen, und der Wert des Verlustmoduls wird nach dem Satz des Pythagoras berechnet (unter der Annahme, daß er gleich der Quadratwurzel der Summe aus dem Quadrat des maximalen Drehmomentwertes minus das Quadrat des Drehmomentwertes bei maximaler Auslenkung ist). Es liegt in der Natur dieser Berechnungen, daß Fehler "eingebaut" sind.
  • EP-A-0 227 573 beschreibt ein Gerät und Verfahren zur Erzeugung von Daten über die rheologischen/viskoelastischen Eigenschaften von aushärtenden Gummiproben, bei dem eine Gummiprobe einer sinusformigen Anregung ausgesetzt wird, wie oben beschrieben wurde. Das Gerät weist einen Zeitgeber auf, der die maximale Auslenkung erfaßt und sowohl ein Maximalauslenkungssignal als auch ein Zeitintervall-Ablaufsignal erzeugt. Eine Steuerung empfängt und verarbeitet das Maximalauslenkungssignal und das Zeitintervall-Ablaufsignal, um den Meßmechanismus anzuweisen, die augenblickliche Spannung zu messen, die beiden Signalen entspricht. Die gemessenen Spannungswerte werden elektronisch verarbeitet, so daß man Werte für den Speichermodul und den Verlustmodul des untersuchten Materials erhält.
  • US-A-4 584 882 beschreibt ein Vulkameter, bei dem eine von zwei Formen zu sinusförmigen Vibrationen erregbar ist und ein neuartiger Mechanismus zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Drehschwingungsbewegung verwendet wird.
  • Durbin et al, Review of Scientific Instruments 55 (1984) beschreiben ein System zur Messung der Winkelauslenkung in gedämpften Torsionspendeln. Das System verwendet eine an dem Pendel befestigte Scheibe, die abwechselnde helle und dunkle Zonen längs ihres Umfangs und eine zweite Spur mit einer einzigen dunklen Marke aufweist. Fotodioden und Fototransistoren werden so eingesetzt, daß, wenn sich die Scheibe mit dem Pendel dreht, die Lichtstrahlen von den LEDs als Pulse an den Fototransistoren erscheinen. Es sind Mittel zum Zählen der Anzahl der Pulse vorgesehen, die zwischen jedem Durchgang der einzigen dunklen Marke von einem benachbart zu dem Umfang der Scheibe angebrachten Fototransistor empfangen werden.
  • KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist ein Verfahren zum Prüfen von Gummi oder einem gummiartigen viskoelastischen Material mit den Schritten
  • a) ausüben einer sinusförmigen Anregung auf eine Probe des Materials unter Druck in Probenhaltermitteln,
  • b) messen der Reaktion auf die Anregung an Auslenkungs-Datenpunkten, die gleichmäßig über einen gesamten Anregungszyklus verteilt sind, und
  • c) anwenden einer Rechenoperation auf die Reaktionswerte an jedem Datenpunkt, zur Umwandlung der Reaktionswerte in Werte, die den Speichermodul oder Verlustmodul des Materials repräsentieren, dadurch gekennzeichnet, daß (a) sowohl die Probe als auch ein Standard getrennt der sinusförmigen Anregung ausgesetzt werden, (b) die Reaktion von beiden an jedem von 8 bis 80 Datenpunkten gemessen wird, (c) eine Fouriertransformations-Rechenoperation angewandt wird, um die Datenpunkte des Standards in Werte umzuwandeln, die das Drehmoment und den Phasenwinkel repräsentieren, und (d) die Werte des Speichermoduls oder Verlustmoduls des Materials, die aus den Reaktionswerten des Materials berechnet wurden, anhand des Standard-Drehmoments und -Phasenwinkels durch eine Fouriertransformations-Berechnung korrigiert werden.
  • Das erfindungsgemäße Gerät ist ein Rheometer mit, in Kombination, einem Exzenter zur Umsetzung der Drehbewegung eines Drehantriebs in eine sinusförmige oszillerende Bewegung, Probenhaltermitteln, die mit dem Exzenter zusammenwirken und dazu eingerichtet sind, eine Anregung auf eine Probe unter Druck in den Probenhaltermitteln und auf einen Standard auszuüben, Mitteln zum Aufnehmen einer resultierenden Reaktion auf die Anregung an Auslenkungs-Datenpunkten, die gleichmäßig über einen gesamten Anregungszyklus verteilt sind, Mitteln zur Messung dieser resultierenden Reaktion und Mitteln zum Anwenden einer Rechenoperation auf die Reaktionswerte an jedem Datenpunkt, zur Umwandlung der Proben-Reaktionswerte in Werte, die den Speichermodul oder Verlustmodul des Materials repräsentieren, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Anregungszyklus 8 bis 80 Auslenkungs-Datenpunkte einschließlich eines einzigen Bezugspunktes vorhanden sind und der Rheometer Mittel zum Anwenden einer Fouriertransformations-Rechenoperation zur Umwandlung der Standard-Reaktionswerte an jedem Datenpunkt in Werte, die das Drehmoment und den Phasenwinkel repräsentieren, und Mittel zur Korrektur der den Speichermodul oder Verlustmodul des Materials repräsentierenden Werte anhand des Standard-Drehmoments und -Phasenwinkels durch eine Fouriertransformations- Berechnung aufweisen.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Gerätes können von dem Typ eines Rheometers mit oszillierenden Scheibe (ODR) oder vom Typ eines Rheometers mit bewegter Form (MDR) sein. In dem ersteren, exemplifiziert durch die in dem US-Patent 3 681 980 gezeigte Vorrichtung, ist ein Rotor in einem Probenaufnahmeraum angeordnet, und er wird oszilliert, um die Probe anzuregen. Ein Drehmoment-Aufnehmer in der Rotorwelle mißt den Widerstand der Probe gegen die Anregung. Der letztere Typ (MDR), exemplifiziert durch die US-Patente 4 343 190 und 4 552 025, weist eine Anordnung auf, bei der die Probe zwischen zwei gegenüberliegenden Formen eingeschlossen ist, eine der Formen oszilliert wird und die resultierenden Kräfte an der anderen Form gemessen werden, typischerweise wiederum durch Verwendung eines Drehmoment-Aufnehmers.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens umfassen die Aufnahme von 16 Reaktionspunkten während eines Anregungszyklus. Die Anzahl der Meßpunkte kann zwischen 8 und 80 liegen, doch werden in der Praxis die Vorteile der Verwendung von mehr als 16 Punkten nach und nach durch die Komplexität und die Kosten hierfür aufgewogen. Außerdem hat sich gezeigt, daß die Verwendung von 16 Meßpunkten ein ausgezeichneter Kompromiß ist, der dem Verfahren ohne übermäßige Komplikationen eine hohe Meßgenauigkeit gibt.
  • Ein vollständigeres Verständnis der Erfindung ergibt sich aus den Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Fig. 1 ist eine graphische Darstellung der Kurven, die durch den komplexen Modul (S*) und seine Komponenten, den Speichermodul (S') und den Verlustmodul (S'') über einen einzigen vollständigen Anregungszyklus erzeugt werden.
  • Fig. 2 ist eine etwas stilisierte bildliche Darstellung der wesentlichen Teile eines Rheometers.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Das bevorzugte Verfahren gemäß der Erfindung kann mathematisch beschrieben werden, indem die Geometrie des Gerätes mit der Beziehung zwischen den Komponenten des Moduls des geprüften viskoelastischen Materials verknüpft wird.
  • Das Drehmomentsignal eines sinusförmig oszillierenden Rheometers kann durch die Gleichung
  • S(t) = (S*) sin (wt + δ)
  • angegeben werden, wobei S(t) das Drehmomentsignal zur Zeit t ist, S* den komplexen Modul des Materials repräsentiert, w die Oszillationsfrequenz ist, t die Zeit ist und 8 die Phasenverschiebung von der Auslenkung infolge der Beschaffenheit des Materials ist. Eine alternative Form der Darstellung dieser Beziehung ist die Gleichung
  • S(t) = (S') (sin wt) + (S'')(cos wt)
  • wobei (S') die Speicher-Komponente des Drehmoments und (S'') die Verlustkomponente des Drehmoments ist. Diese Gleichung folgt aus den Beziehungen
  • S*²=S'²+S''² und
  • δ = tan&supmin;¹ (S''/S').
  • Bei herkömmlichen Vorrichtungen ist eine Kalibrierung erforderlich, wobei mechanische Anpassungen und Einstellungen unter Verwendung eines Metallfeder-Drehmomentstandards vorgenommen werden.
  • Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Kalibrierung automatisch durch das Datenhandhabungssystem. Der Drehmomentstandard wird installiert wie im Stand der Technik. Nach dem Aufwärmen des Drehmomentstandards beginnt die Kalibrierprozedur, wobei die Position der Null-Lage an dem Drehmomentaufnehmer relativ zu dem Drehmomentstandard im permanenten Speicher des Computers gespeichert wird. Division des erwarteten Drehmomentstandard-Wertes durch die tatsächliche Messung ergibt einen Kalibrierungsfaktor für den Rheometer. Dieser Faktor wird ebenfalls im permanenten Speicher des Computers gespeichert. Der Rheometer ist dann bereit für die Prüfung der Probe.
  • Bei diesem Verfahren werden für jeden Zyklus sechzehn S(t)-Werte zusammen mit ihren Positionen zur Bestimmung sowohl von S' als auch von S'' verwendet. Die Positionen der sechzehn S(t)-Werte kann man sich so vorstellen, daß sie sechzehn in gleichen Abständen auf einem Kreis angeordnete Punkte repräsentieren. Wenn der erste Punkt bei 0º liegt. Liegt somit der zweite Punkt bei 22,5º, der dritte Punkt bei 45º und so weiter.
  • Das Verfahren berechnet S' durch Multiplikation jedes S(t)-Wertes mit dem Sinus seines Positionswinkels. Alle sechzehn Produkte werden dann summiert und mit einer Integrationskonstanten multipliziert, um S' zu erhalten. S'' kann auf dieselbe Weise berechnet werden, indem der Sinus durch die Kosinus ersetzt wird.
  • Zu den Vorteilen dieses Verfahrens gehört eine inhärente Zunahme des Signal/Rausch-Verhältnisses, da das Verfahren sechzehn Punkte anstelle von zweien verwendet und das "Rauschen" umgekehrt proportional zur Quadratwurzel der Quadratsumme der Fehler in den einzelnen Meßpunkten ist. Da außerdem alle Drehmoment-Meßwerte mit demselben Aufnahme-Detektor aufgenommen werden, werden die Fehler beseitigt, die sich durch die Verwendung von zwei verschiedenen Aufnahme-Detektoren ergäben.
  • Die bei dem Verfahren vorgenommenen Berechnungen, die als Fouriertransformation beschrieben werden, wirken als Tiefpaßfilter, die damit einhergehend das "Rauschen" minimieren.
  • Schließlich gestattet das Verfahren eine Selbstdiagnose des Rheometers, da die Stärke von Oberschwingungen im Ausgangssignal störende Fremdeinflüsse anzeigt.
  • Fig. 1 zeigt die Sinuskurven, die den komplexen Modul (S*), den Speichermodul (S') und den Verlustmodul (S'') über einen vollständigen einzelnen Zyklus repräsentieren. Die Ordinatenachse gibt das Drehmoment an, mit einer Drehmoment-Nullinie und positiven und negativen Drehmomentwerten auf jeder Seite. Die Abszisse repräsentiert die Winkelauslenkung, wobei 2π einer vollen 360º-Drehung der Welle entspricht.
  • Fig. 2 illustriert ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gerätes und zeigt die wesentlichen Teile eines Rheometers. Ein Motor 2 treibt eine Welle 3, auf der eine Scheibe 4 montiert ist. Die Scheibe 4 hat sechzehn in gleichmäßigen Abständen angeordnete Löcher, von denen eines 7 zu einer Ellipse verlängert ist. Um den Rand der Scheibe 4 herum sind eine Aufnehmer-LED-Fotodiode 5 und eine Bezugs-LED-Fotodiode 6 montiert. Das andere Ende der Welle 3 ist mit einer Montierung 8 verbunden, die einen Exzenterstift 9 aufweist. Ein Exzenterarm 10 ist an einem Ende auf dem Exzenterstift 9 und am anderen Ende auf einem weiteren Exzenterstift 11 angeordnet. Der Exzenterstift 11 ist an einer Antriebsplatte 12 befestigt, auf der eine Welle 13 montiert ist, die eine untere Form 14 trägt. Eine Probe 15 des zu prüfenden viskoelastischen Materials ist zwischen der unteren Form 14 und einer oberen Form 16 gehalten, die ihrerseits durch einen Drehmoment-Aufnehmer 17 mit einer an einem oberen Träger 19 befestigten oberen Welle 18 verbunden ist.
  • Der Motor 2 dreht die Welle 3 mit einer voreingestellten Geschwindigkeit und versetzt die Scheibe 4 in Drehung. Die LED-Fotodioden 5 und 6 tasten die durchlaufenden Löcher der Scheibe 4 ab und senden Aufnahme- und Kalibrierimpulse an die Datenhandhabungs- und Steuereinrichtung (nicht gezeigt). Da die Drehung der Welle 3 über das Exzentergestänge auch eine Drehschwingung der unteren Form 14 hervorruft, geben die Aufnahme- und Kalibrierimpulse auch die Relativposition der unteren Form 14 in ihrem Schwingungszyklus an. Die von dem Drehmoment-Aufnehmer 17 erzeugten Drehmomentsignale werden ebenfalls der Datenhandhabungs- und Steuereinrichtung zugeführt, die sechzehn Drehmomentwerte, in jeder Position, aufnimmt. Die Datenhandhabungs- und Steuereinrichtung führt dann die Fouriertransformation für jeden Datenpunkt aus und erzeugt die Werte des Speicher- und Verlustmoduls.
  • Selbstverständlich kann der Rheometer auch Heiz- und Temperaturkontrollmechanismen (nicht gezeigt) zur Schaltung einer kontrollierten Umgebung aufweisen. Die Probe kann während der Prüfung auch unter Druck eingeschlossen sein.
  • Während das in Fig. 2 dargestellte Gerät einen Rheometer mit bewegter Form (MDR) zeigt, kann das Gerät auch die Konfiguration eines Rheometers mit oszillierender Scheibe (ODR) haben, bei dem ein in die Probe eingebetteter Rotor angetrieben und das Drehmoment an der Antriebswelle des Rotors gemessen wird.
  • Gemäß einer anderen Abwandlung des Gerätes erfolgt die Meßwertaufnahme mit Hilfe eines Pulscodierers, der an der Motorwelle montiert ist (anstelle der Scheibe mit ihren LED-Fotodioden). Der Pulscodierer erzeugt einen Impuls bei in gleichmäßigen Abständen angeordneten Winkelintervallen und einen zusätzlichen Bezugsimpuls einmal pro Umdrehung. Typischerweise wird ein Pulscodierer verwendet, der 2000 Impulse pro Umdrehung erzeugt. Dieses Pulssignal wird dann durch eine Konstante (typischweise 25-125) dividiert, und das Datenhandhabungssystem nimmt das Drehmoment mit dieser niedrigeren Frequenz auf (16-80 Meßwerte pro Zyklus). Der Null-Bezugs- Impuls dient zur Anzeige des Beginns eines Zyklus.
  • Obgleich die Erfindung durch typische Beispiele und bevorzugte Ausführungsformen illustriert worden ist, ist sie nicht hierauf beschränkt. Es können Änderungen und Abwandlungen dieser Beispiele und Ausführungsformen, die hier zum Zweck der Erläuterung gewählt wurden, vorgenommen werden, die den Geist und Umfang der Erfindung nicht verlassen.

Claims (5)

1. Verfahren zum Prüfen von Gummi oder einem gummiartigen viskoelastischen Material mit den Schritten:
a) ausüben einer sinusförmigen Anregung auf eine Probe des Materials unter Druck in Probenhaltermitteln,
b) messen der Reaktion auf die Anregung an Auslenkungs-Datenpunkten, die gleichmäßig über einen gesamten Anregungszyklus verteilt sind, und
c) anwenden einer Rechenoperation auf die Reaktionswerte an jedem Datenpunkt, zur Umwandlung der Reaktionswerte in Werte, die den Speichermodul oder Verlustmodul des Materials repräsentieren, dadurch gekennzeichnet, daß (a) sowohl die Probe als auch ein Standard getrennt der sinusförmigen Anregung ausgesetzt werden, (b) die Reaktion von beiden an jedem von 8 bis 80 Datenpunkten gemessen wird, (c) eine Fouriertransformations-Rechenoperation angewandt wird, um die Daten punkte des Standards in Werte umzuwandeln, die das Drehmoment und den Phasenwinkel repräsentieren, und (d) die Werte des Speichermoduls oder Verlustmoduls des Materials, die aus den Reaktionswerten des Materials berechnet wurden, anhand des Standard-Drehmoments und -Phasenwinkels durch eine Fouriertransformations-Berechnung korrigiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Reaktion an sechzehn in gleichmäßigen Abständen angeordneten Punkten gemessen wird.
3. Rheometer mit, in Kombination, einem Exzenter (8) zur Umwandlung der Drehbewegung eines Drehantriebs (3) in eine sinusförmig oszillierende Bewegung, Probenhaltermitteln (14) und (16), Mitteln (9), (10), (11), (12) und (13), die mit dem Exzenter (8) zusammenwirken und dazu eingerichtet sind, eine Anregung auf eine Probe unter Druck in den Probenhaltermitteln und einen Standard auszuüben, Mitteln (4), (5), (6) und (7) zum Aufnehmen einer resultierenden Reaktion auf die Anregung an Auslenkungs-Datenpunkten, die gleichmäßig über einen gesamten Anregungszyklus verteilt sind, Mitteln (17) zur Messung dieser resultierenden Reaktion und Mitteln zum Anwenden einer Rechenoperation auf die Reaktionswerte an jedem Datenpunkt, zur Umwandlung der Proben-Reaktionswerte in Werte, die den Speichermodul oder Verlustmodul des Materials repräsentieren, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Anregungszyklus 8 bis 80 Auslenkungs-Datenpunkte einschließlich eines einzelnen Bezugspunktes (7) vorhanden sind und der Rheometer Mittel zum Anwenden einer Fouriertransformations-Rechenoperation zur Umwandlung der Standard-Reaktionswerte an jedem Datenpunkt in Werte, die das Drehmoment und den Phasenwinkel repräsentieren, und Mittel zur Korrektur der den Speichermodul oder Verlustmodul des Materials repräsentierenden Werte anhand des Standard-Drehmoments und - Phasenwinkels durch eine Fouriertransformations-Operation aufweist.
4. Rheometer nach Anspruch 3, bei dem die Mittel zum Aufnehmen der Reaktion auf die Anregung eine auf einem Drehantrieb (3) montierte Scheibe (4), die 8 bis 80 in gleichmäßigen Abständen angeordnete Löcher hat, von denen eines (7) ein Bezugsloch ist, eine Aufnahme-LED-Fotodiode (5) und eine Bezugs-Fotodiode (6) aufweist, wobei die Fotodioden um die Kante der Scheibe (4) herum angeordnet sind, um den Durchgang der Löcher zwischen ihnen zu erfassen.
5. Rheometer nach Anspruch 4, bei dem die Scheibe (4) 16 in gleichmäßigen Abständen angeordnete Löcher hat.
DE3888083T 1987-10-05 1988-10-04 Verfahren und Apparat zur rheologischen Prüfung. Expired - Fee Related DE3888083T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/104,611 US4794788A (en) 1987-10-05 1987-10-05 Method and apparatus for rheological testing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3888083D1 DE3888083D1 (de) 1994-04-07
DE3888083T2 true DE3888083T2 (de) 1994-07-28

Family

ID=22301405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3888083T Expired - Fee Related DE3888083T2 (de) 1987-10-05 1988-10-04 Verfahren und Apparat zur rheologischen Prüfung.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4794788A (de)
EP (1) EP0313540B1 (de)
JP (1) JP2735583B2 (de)
KR (1) KR910002648B1 (de)
CA (1) CA1317123C (de)
DE (1) DE3888083T2 (de)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8921241D0 (en) * 1989-09-20 1989-11-08 Monsanto Plc Testing of viscoelastic materials
US5287749A (en) * 1990-10-11 1994-02-22 Seiko Instruments, Inc. Thermomechanical analyzer
US5105655A (en) * 1991-01-18 1992-04-21 Bell Communications Research, Inc. Rheological device for in situ measurements of photo polymerization kinetics
US5253513A (en) * 1991-11-08 1993-10-19 University Of Houston Device for determining viscoelastic properties of liquids and a method for use
JPH06123696A (ja) * 1992-10-13 1994-05-06 Seiko Instr Inc 動的粘弾性装置
GB9323544D0 (en) * 1993-11-15 1994-01-05 Monsanto Plc Method and instrument for viscoelastic measurements
AUPM517894A0 (en) * 1994-04-19 1994-05-12 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Viscosity measurement device
US5847267A (en) * 1997-06-20 1998-12-08 Phillips Petroleum Company Process to obtain dynamic shear modulus components of a polymer by using steady-state-flow data
US6484567B1 (en) 2000-08-03 2002-11-26 Symyx Technologies, Inc. Rheometer for rapidly measuring small quantity samples
JP3875137B2 (ja) * 2001-06-15 2007-01-31 花王株式会社 スラリーレオロジー改質剤
JP4136532B2 (ja) * 2002-08-19 2008-08-20 鬼怒川ゴム工業株式会社 粘弾性材料の加工性評価方法及びその装置、加工条件設定方法及び加工装置、および加工管理方法
DE10260981A1 (de) * 2002-12-21 2004-07-01 Thermo Electron (Karlsruhe) Gmbh Rheometer
US6681617B1 (en) * 2003-05-14 2004-01-27 Tech Pro, Inc. Variable eccentric rheometer system
US7059202B2 (en) * 2004-05-12 2006-06-13 S.C. Johnson Home Storage, Inc. Multi-axis force/torque sensor and data acquisition system
DE102005021121B4 (de) * 2005-05-06 2015-09-10 Thermo Electron (Karlsruhe) Gmbh Prüfkörper-Spannvorrichtung in einem Rheometer
JP4828875B2 (ja) * 2005-07-08 2011-11-30 株式会社エー・アンド・デイ 粘弾性の測定方法
US7526941B2 (en) * 2006-06-22 2009-05-05 Waters Investments Limited Rheometer torque calibration fixture
FR2902879B1 (fr) * 2006-06-22 2008-10-10 Michelin Soc Tech Rheometre orthogonal
US8056398B2 (en) * 2008-02-19 2011-11-15 Kent State University Broad-range nanoliter rheometer
JP5233044B2 (ja) * 2008-08-22 2013-07-10 株式会社Gmタイセー 振動生成装置、動的粘弾性測定装置、および、動的粘弾性測定方法
DE102011001412B4 (de) * 2011-03-18 2014-09-18 Scarabaeus Mess- und Produktionstechnik GmbH Verfahren zur Messung von Stoffeigenschaften einer Probe
EP3207353B1 (de) * 2014-10-14 2018-12-12 Alpha Technologies Services LLC Rheometersystem mit entkoppeltem querkopf
NL2022209B1 (en) * 2018-12-14 2020-07-03 Vmi Holland Bv Measuring device and method for determining rheological properties of a viscous, polymeric mass
CN111693685B (zh) * 2020-05-18 2022-06-17 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 血栓弹力信号提取方法、存储介质及计算机设备

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3256741A (en) * 1963-05-06 1966-06-21 Monsanto Co Method and apparatus for determining components of dynamic moduli
US3468161A (en) * 1967-04-27 1969-09-23 Monsanto Co Method and device for measuring mechanical stress at predetermined strain
JPS4935477B1 (de) * 1969-06-27 1974-09-21
US3681980A (en) * 1970-08-26 1972-08-08 Monsanto Co Oscillating disk rheometer
GB1263836A (en) * 1970-10-30 1972-02-16 Lonza Ag Torsional oscillation devices
US4095461A (en) * 1976-12-27 1978-06-20 Starita Joseph M Rheological test method and apparatus
GB1591892A (en) * 1977-04-12 1981-07-01 Ici Ltd Measurement of viscoelastic properties
US4343190A (en) * 1980-06-02 1982-08-10 Monsanto Company Moving die rheometer, method of testing materials therewith, and die for use therein
JPS5757952A (en) * 1980-09-20 1982-04-07 Japan Synthetic Rubber Co Ltd Method and device for converting rotary motion into rotary vibrating motion
FR2492528A1 (fr) * 1980-10-16 1982-04-23 Georges Yves Procede et dispositif le mettant en oeuvre, pour la detection de defauts de pieces, produits, ou objets manufactures
FR2535052A1 (fr) * 1982-10-25 1984-04-27 Agronomique Inst Nat Rech Procede et appareil de mesure des proprietes rheologiques de corps semi-solides par cisaillement harmonique en rotation
WO1984004812A1 (fr) * 1983-05-31 1984-12-06 Hirata Gensai Consistometre
US4501155A (en) * 1983-06-29 1985-02-26 Rheometrics, Inc. Compensated rheometer
GB8319195D0 (en) * 1983-07-15 1983-08-17 Spri Ltd Pheometer
US4552025A (en) * 1983-09-06 1985-11-12 Monsanto Company Multifunction processability testing method and apparatus
US4546438A (en) * 1983-09-27 1985-10-08 The Goodyear Tire & Rubber Company Rheometer and process of curing and testing rubber
JPS60259931A (ja) * 1984-06-06 1985-12-23 Nippon Steel Corp 金属試片の内部摩擦測定装置
US4601195A (en) * 1985-04-11 1986-07-22 Rheometrics, Inc. Apparatus and method for measuring viscoelastic properties of materials
US4667519A (en) 1985-11-18 1987-05-26 The Goodyear Tire & Rubber Company Rheometer rhelogical/viscoelastic measuring apparatus and technique

Also Published As

Publication number Publication date
EP0313540A1 (de) 1989-04-26
CA1317123C (en) 1993-05-04
US4794788A (en) 1989-01-03
JP2735583B2 (ja) 1998-04-02
DE3888083D1 (de) 1994-04-07
EP0313540B1 (de) 1994-03-02
KR890007067A (ko) 1989-06-17
KR910002648B1 (ko) 1991-04-27
JPH01116436A (ja) 1989-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3888083T2 (de) Verfahren und Apparat zur rheologischen Prüfung.
DE2844143A1 (de) Vorrichtung zum messen der dichte einer fluessigkeit
DE69020078T2 (de) Prüfung von viskoelastischen Stoffen.
DE4445684C2 (de) Verfahren zur Ermittlung von Drehmomenten, Arbeiten und Leistungen an Verbrennungskraftmaschinen
DE3536474C2 (de)
DE3241624C2 (de) Meßverfahren und Meßvorrichtung zur Bestimmung der Feststoffbeladung der Trommel einer Zentrifuge
DE3627739C2 (de)
DE2107790B2 (de) Vorrichtung zur Ermittlung der Auswuchtwerte eines Fahrzeugrades
DE69005020T2 (de) Bestimmung der Blattsteigung von Propellerblättern.
DE3321827C1 (de) Verfahren zur Regelung von Prüfungsmaschinen mit Unwuchtbelastung
DE10393039T5 (de) Rheometer
DE2255093A1 (de) Messvorrichtung zum pruefen und/oder richten der querneigung von gleisen
CH626720A5 (de)
DE19925407A1 (de) Einrichtung und Verfahren zum Messen der dynamischen Torsionseigenschaften einer Dämpferanordnung
DE2510065C3 (de) Vorrichtung zur Profil- und Dickentestung von Schallplatten
WO1989003022A1 (en) Level indicator
DE112020002417T5 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Überwachen der Integrität und Leistungsfähigkeit eines mechanischen Systems
DE4217766C1 (en) Piezoelectric force and torque measurement transducer - contains two or more piezoelectric elements in modulator contg. plate acting on piezoelectric elements, summing amplifier for output voltages
EP0216994A1 (de) Verfahren zur Bestimmung der Gelierzeit von Reaktionsharzen
DE19903753C1 (de) Meßmischer
DE4306662C2 (de) Verfahren zur Kalibrierung der Verstärkervorrichtung eines Dehnungsmessers an einem Kran
DE3644733A1 (de) Satz von normalmassen zur attestierung und eichung von geraeten zur parametermessung bei unebenheiten von profilen und oberflaechen
DE2408545A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur elektronischen erfassung von messgroessen und zur mittelwertbildung hieraus bei periodisch sich aehnlich wiederholenden vorgaengen
DE2001966C3 (de) Verwendung einer Vorrichtung zum Messen der Torsionssteifigkeit von Textllfasern und Fäden
AT356421B (de) Schwingungsmesseinrichtung fuer wellen, insbesondere fuer drehschwingungsmessungen an schnellaufenden verbrennungsmotoren

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee