4 / 12
Экспресс-метод лазерного контроля вязкости смазочных материалов…
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 1
89
Параметры вязкости сред также можно определить с помощью метода ЛФА.
Для этого вводится механизм покачивания пробы. При покачивании угол накло-
на жидкости к лазерному лучу изменяется, что ведет к изменению уровня прини-
маемого сигнала. Анализируя такие данные, можно измерять скорости течения.
При прочих равных условиях такой подход позволяет, как будет показано далее,
проводить экспресс-контроль вязкости и индекса вязкости жидких сред.
Цель настоящей работы — разработка технологических основ определения
кинематической вязкости и индекса вязкости жидкостей на примере гидравли-
ческого масла методом ЛФА. Решение этой задачи может позволить применять
экспресс-прибор на основе ЛФА для оперативного контроля параметров сма-
зочных материалов, что особенно актуально для работоспособности техники,
работающей в сложных условиях, например, строительной.
Методическая часть.
Экспериментальная установка представляет собой
лазерный нефелометр с возможностью изменения температуры исследуемого
образца. Схема установки приведена на рис. 1. Излучение от непрерывного ла-
зера (вторая гармоника Nd:YAG)
1
с дли-
ной волны 532 нм после прохождения
диафрагмы
2
попадает под углом 27
на
поверхность образца в кювете
3
. Благодаря
встроенному элементу Пельтье
4
изменя-
ется температура образца. Диафрагма
2
пропускает излучение, распространяюще-
еся в малом телесном угле относительно
оптической оси, что позволяет не учиты-
вать кратность рассеяния выше первой. Излучение регистрируется фотодиод-
ным приемником излучения
5
. Для измерения температуры образца использо-
валась термопара. Исходя из данных работы [12] скорость охлаждения образцов
при проведении процесса устанавливалась на значении 7
С/мин. При такой
скорости достигается достаточно равномерное застывание вещества. Погреш-
ность измерения рассеянной мощности излучения составила порядка 5 %, что
является хорошим результатом для нефелометрических измерений.
Для проведения измерений использовали три типа сред: воду, глицерин и
гидравлическое масло АМГ-10. Первые две среды применяли по следующим
причинам:
температурные показатели плотности и вязкости этих сред хорошо из-
вестны и приведены в таблице;
вода и глицерин имеют разные уровни кинематической вязкости, иссле-
дование этих сред позволяет определить границы точности предлагаемого в
настоящей работе метода.
Гидравлическое масло АМГ-10 изготовляется на основе специально подо-
бранного высокоочищенного маловязкого нефтяного базового масла с ультра-
низкой температурой застывания. Масло содержит эффективный загуститель с
высокой стойкостью к деструкции и присадки, улучшающие антиокислитель-
Рис. 1.
Схема экспериментальной
установки