2020년 11월 18일
우리는 최종 효과 보정 계수 결정 방법 및 실험 오류를 줄이기 위한 모범 사례에 대한 권장 사항을 포함하여 뉴턴 유체를 사용하는 상용 직교 중첩 유변학 기술에 대한 자세한 교정 프로토콜을 제시합니다.
Orthogonal Superposition Radiology는 비선형 흐름 조건에서 복잡한 유체의 방사선 특성을 측정할 수 있는 고급 기술로, 거시적 특성을 제어하는 미시 구조 변화에 대한 통찰력을 제공합니다. 복잡한 유체의 구조화된 물성 처리 관계에 대해 얻은 정보는 신뢰할 수 있는 제품의 개발 및 제조업체를 위한 많은 산업에서 중요합니다. OSP는 현재 방사선 커뮤니티에서 상용화되어 있습니다.
복잡한 기하학적 설계를 감안할 때 측정 오류를 정량화하는 프로토콜은 이 기술을 성공적으로 사용하는 데 매우 중요합니다. 이 비디오에 설명된 보정 프로토콜은 최종 효과 요인을 적절하게 결정하기 위한 첫 번째 표준 운영 절차이며, 최종 효과 요인을 적절하게 계산하면 측정 오류가 줄어듭니다. 형상을 설치하기 전에 레오미터 소프트웨어에서 직교 중첩 기능을 활성화하십시오.
스테이지를 최대 높이로 들어 올린 후 온도 측정을 위해 테스트 스테이션에 더 낮은 백금 저항 온도계와 환경 제어 장치를 설치하십시오. 내부 및 외부 실린더를 조립하여 이중 벽 컵 구성을 완성합니다. 컵을 환경 제어 장치에 삽입하고 형상을 정렬합니다.
토크 드라이버를 사용하여 나비 나사를 조임으로써 하단 지오메트리 컵을 아래쪽으로 눌러 스프링이 장착된 백금 저항 온도계를 압축합니다. 모터 전원을 비활성화하고 손가락을 사용하여 형상을 회전시켜 컵이 자유롭게 회전하는지 확인합니다. 상부 지오메트리 밥을 트랜스듀서 샤프트에 설치하고 레오미터 소프트웨어의 트랜스듀서 제어판에서 티어 트랜스듀서 버튼을 클릭하여 수직항력과 토크를 인열합니다.
그런 다음 zero fixture 버튼을 클릭하여 위쪽 형상과 아래쪽 형상 사이의 간격을 0으로 만듭니다. 테스트 재료를 로드하려면 스테이지를 들어 올려 테스트 재료를 컵에 로드할 수 있는 충분한 작업 공간을 제공하고 테스트 재료를 컵에 조심스럽게 로드합니다. 상부 형상을 유체 속으로 조심스럽게 내려 형상 갭 설정점인 8mm에 도달합니다.
밥 끝이 유체에 닿으면 밥의 하향 속도를 줄입니다. 습식 유체 접촉 라인을 육안으로 검사할 수 있는 위치까지 밥을 수직으로 들어 올립니다. 충분한 작업 공간을 확보하기 위해 밥을 이전 로딩 위치로 조심스럽게 들어 올리고 필요에 따라 컵에 추가 양의 테스트 재료를 로드합니다.
위쪽 형상을 유체로 내리고 go-to geometry gap 버튼을 사용하여 컵과 최종 형상 간격을 설정합니다. 밥의 젖은 접촉선이 상단 밥 개구부의 하단에서 약 2mm 위에 있을 때까지 조정을 반복합니다. 그런 다음 bob을 형상 간격 설정점으로 이동하고 테스트 재료가 이완되도록 합니다.
올바른 형상이 선택되었는지 확인하려면 직교 이중벽 동심 원통 형상을 엽니다. 직교 중첩 방사선 형상이 나열되지 않은 경우, 표에 표시된 대로 형상의 치수를 사용하여 소프트웨어에서 새 형상을 수동으로 작성합니다. 그런 다음 관성 및 위쪽 도구 질량을 포함한 형상 상수를 지정하고 끝 효과 계수와 직교 끝 효과 계수 모두에 대해 하나를 입력합니다.
꾸준한 순파 속도 스윕 테스트를 수행하려면 샘플을 섭씨 25도에서 15분 동안 컨디셔닝합니다. 테스트 재료가 열 평형에 도달하면 레오미터 소프트웨어의 절차 탭에서 흐름 및 스윕을 선택합니다. 환경 제어 창에서 테스트 온도를 섭씨 25도로 설정합니다.
순전히 속도 범위를 0.01초에서 100초까지 설정하고, 데이터를 10년당 10개 포인트로 로그로 기록하고, 자동 정상 상태 결정을 활성화합니다. 그런 다음 실험을 시작합니다. 직교 주파수 스윕 테스트를 수행하려면 수직력 변환기를 컨디셔닝 및 변환기 모드로 설정합니다.
그리고 열 평형을 보장하기 위해 섭씨 25도에서 15분 동안 샘플을 컨디셔닝합니다. 테스트 온도를 섭씨 25도로 설정한 직교 주파수 스윕 테스트를 선택합니다. 원하는 수직 변형률을 지정하고 회전 방향의 순전한 속도에 대해 0의 역초를 입력합니다.
그런 다음 10년당 10개 지점에서 초당 0.1 - 40 rads 사이의 각도 주파수 범위를 로그로 지정하고 실험을 시작합니다. 보정이 유효한지 확인하려면 보정 실험에서 얻은 보정된 최종 효과 계수를 사용하여 지오메트리 상수 아래에 끝 효과 계수 및 직교 끝 효과 계수에 대한 보정된 값을 입력합니다. 응력 상수가 자동으로 업데이트됩니다.
그런 다음 전단 속도에 대해 1초의 역초를 사용하여 시연된 대로 직교 주파수 스윕 테스트를 설정하고 실험을 시작합니다. 여기에서는 12.2파스칼초 실리콘 점도 표준에 대한 점도 보정 측정의 대표적인 결과가 나와 있습니다. 실리콘 액체는 적용된 전단 속도와 무관하게 예상되는 일정한 점도를 가진 뉴턴 유체입니다.
측정된 토크는 순전히 속도가 증가하고 모든 데이터가 낮은 토크 한계를 초과함에 따라 선형적으로 증가합니다. 보정되지 않은 점도 값이 실제 점도보다 높습니다. 이러한 직교 주파수 스윕 테스트는 12.2파스칼-초 점도 표준에 대해 0.5%에서 9.4%까지 다양한 직교 변형률 진폭을 보여줍니다.
마찬가지로, 보정하지 않으면 측정된 직교 복합 점도는 12.2파스칼-초의 실제 점도를 과대 추정합니다. 변환기에 대한 축 방향 진동력의 하한을 초과하는 해당 직교 힘 값을 가진 점도 데이터만 보정을 위한 평균 점도를 계산하는 데 사용됩니다. 여기서 최종 효과 계수를 계산하기 위해 1차 효과 계수는 보정되지 않은 1차 점도를 표준 액체의 점도로 나눈 값과 같습니다.
직교 종료 효과 계수는 표준 액체의 점도를 보정되지 않은 직교 점도로 나눈 값과 같습니다. 여기서, 직교 중첩 측정은 점도 검증 검사를 위해 꾸준한 전단 하에서 수행되었습니다. 계기 힘 분해능보다 큰 값을 가진 데이터만 표시되었습니다.
올바른 요인과 효과 계수가 적용되었기 때문에 양방향에서 측정된 점도는 허용된 오일 점도 값인 12.2파스칼-초와 일치했습니다. 이제 뉴턴 유체를 사용하여 OSP에 대한 보정을 수행하는 방법을 잘 이해했을 것입니다. 사용자는 자신의 기기 및 형상에 대한 최종 효과 보정 계수를 결정하는 것이 좋은데, 이는 실제 보정이 재료와 기기에 따라 다르기 때문입니다.
정확한 측정은 과학 연구와 제품 개발에 중요합니다. 이 프로토콜은 기기 사용자를 위한 기술 리소스를 제공하고 제조업체에 미래 기기의 엔지니어링 설계를 최적화하기 위한 지침을 제공합니다.
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본 논문은 비선형 유동 조건 하의 복잡 유체 측정에 중점을 둔 직교 중첩 유변학 기술의 보정 프로토콜을 제시합니다. 특히 실험 오차를 최소화하기 위한 말단 효과 보정 계수 결정의 중요성을 강조합니다.
직교 중첩 레올로지(Orthogonal superposition rheology) 교정은 비선형 유동 하에서 복잡 유체 특성의 정확한 측정을 보장하는 데 매우 중요하며, 이는 제형 및 공정 개발의 예측 신뢰도에 직접적인 영향을 미칩니다. 측정 오차의 신뢰성 있는 정량화와 말단 효과(end-effect) 요인의 보정은 강력한 표적 검증을 가능하게 하며, 초기 단계의 바이오 제약 R&D에서 기전적 모호성을 줄여줍니다. 표준화된 교정 프로토콜은 재현성과 사이트 간 비교 가능성을 지원하여, 포트폴리오 의사 결정과 리스크 조정 기반의 추진력을 강화합니다.
직교 중첩 레올로지의 보정은 가설 검증과 제형 선별에 필수적인 검증된 정량적 측정값을 제공함으로써 발견-전임상 연속체 단계에 통합됩니다.