TruGap™ (Brevet US 6,499,336), développé par Anton Paar, contrôle et ajuste l'écart de mesure réel du rhéomètre pour des géométries de mesure spécifiques à plaques parallèles et à cônes. C'est une méthode indépendante de la température, qui reconnaît les plus petits changements dans l'écart de mesure et adapte immédiatement sa taille à la valeur constante souhaitée.
TruGap™
Contexte
La précision du réglage des écarts est essentielle pour des mesures rhéologiques fiables. En termes simplifiés : Dans les essais rhéologiques avec des changements de température significatifs, la taille de l’écart augmente ou diminue en raison de la dilatation thermique ou du retrait de la géométrie de mesure. En général, ce changement de dimension de l'écart lié à la température est compensé par l'utilisation d'une fonction de contrôle automatique de l'écart (AGC). AGC corrige l'écart mathématiquement, selon un coefficient d'expansion thermique, qui dépend essentiellement du matériau de la géométrie de mesure et du taux de chauffage. Pour des résultats précis lors des balayages de température, le coefficient d'expansion doit être déterminé pour chaque test à l'avance – une procédure chronophage. Si le coefficient d'expansion n'est pas exactement calibré, l'instrument définit des tailles d'écart incorrectes, ce qui conduit à une évaluation incorrecte des propriétés rhéologiques. Alternativement, les géométries de mesure à plaques parallèles et à cône de Anton Paar peuvent être équipées de la fonction TruGap™. C'est une méthode indépendante de la température, qui reconnaît les plus petits changements dans l'écart de mesure et adapte immédiatement sa taille à la valeur constante souhaitée.
Principe de fonctionnement
Les systèmes de mesure TruGap™ reposent sur un principe d'induction magnétique. Un courant alternatif traverse la bobine primaire dans la plaque inférieure, ce qui induit une tension dans la bobine secondaire, puisque le circuit est fermé par un disque de fer dans la plaque de mesure supérieure. La force du champ magnétique et donc la tension induite à la bobine secondaire changent avec la variation de l'écart entre le système de mesure supérieur et inférieur : Un écart plus grand signifie une tension induite plus faible, tandis qu'un écart plus petit conduit à une tension induite plus élevée. Sur la base de ce principe de fonctionnement, la taille réelle de l'écart est mesurée et ajustée de manière cohérente, ce qui est un avantage majeur pour la précision des mesures et la documentation. De plus, TruGap™ aide à gagner du temps puisque la détermination d'un seul écart zéro à n'importe quelle température est requise.
Figure 1 Schéma du principe de fonctionnement de TruGap™
Exemple de mesure (balayage magnétique)
La figure suivante montre les courbes de viscosité dépendantes de la température de l'huile de silicone mesurées avec une géométrie cône-plaques à un taux de cisaillement constant. Pour cette expérience, trois réglages de contrôle d'écart différents (1 – pas de contrôle d'écart (courbe rouge), 2 – AGC (courbe bleue) et 3 – TruGap™ (courbe verte) ont été utilisés.
Figure 2 Courbes de viscosité dépendant de la température de l'huile de silicone utilisant divers réglages de contrôle de l'écart
Il peut être clairement démontré que les valeurs de viscosité diffèrent significativement à des températures élevées. Dans ce contexte, aucun contrôle d'écart ne révèle les valeurs de viscosité les plus élevées à 90 °C car l'expansion induite par la température du système de mesure n'est pas corrigée, et par conséquent, la dimension d'écart modifiée n'est pas prise en compte pour le calcul des valeurs de viscosité. Les valeurs les plus précises peuvent être obtenues avec le réglage TruGap™, révélant les avantages du principe de mesure/compensation in situ par rapport à la correction mathématique de l'AGC. L'AGC dans le cas par défaut est basé sur une température stable et peut donc être défectueux avec des variations de température. Trouvez une description détaillée de cette expérience dans le rapport d'application suivant : TruGap™: Mesure directe de l'écart réel
