[发明专利]用于振荡剪切和压力下的流变实验的压力单元

说明书

本发明涉及一种用于测量介质的弹性和粘度的测量装置，该测量装置包括具有用于接纳待测量的介质的容积的第一测量装置部件和突出到所述容积中的第二测量装置部件。第一测量装置部件借助于气流密封而相对于第二测量装置部件被密封。第一测量装置部件可在围绕预定轴线的转动运动中相对于第二测量装置部件运动。

技术领域

本发明涉及一种用于测量介质的弹性和粘度的测量装置，所述测量装置即使在分别地高压或高温下也容许介质的弹性和粘度的测量。特别地，本发明涉及一种用于在高压和高温下测量低粘度液体的弹性的装置。

背景技术

由现有技术得知例如借助于测量压力降、从毛细管通过的流量或通过测量浸入式探针的振荡的缓冲来进行粘度测量。此外，用于测量粘度的旋转流变仪是已知的。借助于这种类型的测量方法和测量装置，确实偶尔甚至在高温和高压下也可以测量粘度；然而，借助于这种类型的测量，不可能在同时很低的粘度下测量弹性特性。

发明内容

因此可见，本发明的一个目的是提供一种用于在分别地高压或高温下测量介质的弹性的装置，特别是用于在高压和高温下测量低粘度液体的弹性的装置。

本发明的该目的通过独立权利要求的主题来实现，而本发明的有利的细化方案通过从属权利要求来实施。

根据本发明的一个实施例，提供了一种用于测量介质的弹性和粘度的测量装置，其中所述测量装置具有：用于接纳待测量的介质的容积，所述容积由第一测量装置部件界定；突出到所述容积中的第二测量装置部件，其中所述第一测量装置部件借助于气流密封相对于所述第二测量装置部件被密封，其中所述第一测量装置部件能在围绕预定轴线的转动运动中相对于所述第二测量装置部件运动。

这样，借助于气流密封，可以以这样的方式将第一测量装置部件和第二测量装置部件相对于彼此密封，即第一测量装置部件和第二测量装置部件能相对转动以便基于该转动运动来确定介质的弹性或粘度，所述介质位于用于接纳待测量的介质的相应容积中。气流密封使得能够提供摩擦尽可能低或基本上无摩擦的两个测量装置部件的相互密封，以使得待测量的介质甚至在高压或高温下也能被保持在所述容积中，其中不会明显妥协第一测量装置部件和第二测量装置部件相对于彼此运动的能力。本发明的上下文中的高温应理解为高达约200℃的温度，并且本发明的上下文中的高压应理解为高达约16bar(绝对值)的压力。

气流密封容许所述容积的密封，以使得甚至在高压和高温下也能测量位于其中的介质，但不会通过实心垫片而限制或篡改转矩的测量值。气流密封与三路径结构有区别，其中一个路径终止于待密封的容积中，而另外两个路径分别用于供给气体或排出气体。密封效果借助于第一路径中的背压来实现，所述背压通过气体从第二路径向第三路径的通流而产生。第一路径与所述容积连接，以使得所述容积中通常不存在气流。这里的待测量的样品位于所述容积中，其中所述容积由第一和第二测量装置部件界定并且借助于气流密封来密封。由第一和第二测量装置部件界定的容积被构思为在其中进行粘度测量或弹性测量。这里的气流用于密封，其中接纳待测量的样品的容积本身一般不会发生空气的通流。确切而言，所述容积接纳待测量的液体并且保持该液体。与其中发生从屏障容积通过的恒定流量的空气轴承形成对比，在气流密封的情况下，测量容积的内部建立静压力。与其中轴承需要紧间隙尺寸的转动部件的空气轴承相反，气流密封相对于外部气氛密封用于接纳样品介质的容积。此外，气流密封由于动态流动原理而使得诸如驱动装置和测量装置的周边设备能够被保持在加压区的外部，这在具有静压力的反压密封的情况下不容易实现。

根据本发明的一个实施例，所述容积在设置用于接纳所述待测量的介质的区域中是旋转对称的，并且所述第二测量装置部件在突出到所述容积的设置用于接纳所述待测量的介质的区域中的那个区域/区段中是旋转对称的，其中所述第一测量装置部件具有中空圆柱形部分，并且所述第二测量装置部件具有圆柱形部分，其中所述中空圆柱形部分和所述圆柱形部分在设置用于接纳所述待测量的介质的区域中形成圆筒形间隙。