De technologie

In vergelijking met een conventionele viscositeitsmeter of rheometers bieden de Rheosense microfluidics toestellen een aantal duidelijke voordelen:

  • Meting op monsters van slechts enkele microliters
  • Bepaling van Newtoniaanse en niet-Newtoniaanse materialen
  • Metingen bij extreem hoge afschuifsnelheden zonder turbulenties
  • Geen verdamping of contaminatie van monsters
  • High-throughput optie vanwege meting in een doorvloeicel
  • Bepaling van extensionele viscositeit

Nauwkeuriger viscositeitsmetingen

Met de Rheosense VROC® viscositeitsmeter kan een volledige karakterisatie in functie van afschuifspanning of temperatuur uitgevoerd worden. Tegelijkertijd biedt de Rheosense viscositeitsmeter een economisch alternatief voor een uitgebreide karakterisatie van complexe, niet-Newtoniaanse vloeistoffen over een grote dynamische meetrange.

De Rheosense VROC® viscositeitsmeter meet werkelijke of absolute viscositeit, in tegenstelling tot de conventionele toestellen die enkel een benadering geven.

Het gebruik van MEMS en Microfluidics voor viscositeitsmeting

Met microfluidics apparatuur bereikt men eerder ongekende precisie in flow karakteristieken, en dit op heel kleine monstervolumes. Voor de Rheosense viscositeitsmeter bedragen deze volumes maximaal enkele microliter. Door het doorvloei-concept van de meetcel komt deze technologie ook in aanmerking voor high throughput metingen met als gevolg verlaagde kosten.

MEMS verenigen mechanische elementen, sensoren, actuatoren en elektronica op een standaard siliconen substraat met gebruik van micro-fabricatie. Het resultaat is opnieuw heel hoge nauwkeurigheid op een heel kleine schaal.

De combinatie van microfluidics en MEMS heeft Rheosense in staat gesteld om het concept van de viscositeitsmeter te herdefiniëren en een kleinere, slimmere en snellere microliter-viscositeitsmeter te ontwikkelen. Een gevolg hiervan is dat de Rheosense VROC® technologie mogelijkheden biedt die zich ver buiten de limieten van de conventionele viscositeitsmeter bevinden.

Werkingsprincipe van de VROC® viscositeitsmeter

 

FIGURE 1. SCHEMA VAN DE VROC® RECTANGULAR SLIT MICROFLUIDIC CELL.

FIGURE 1. SCHEMA VAN DE VROC® RECTANGULAR SLIT MICROFLUIDIC CELL.


FIGUUR 2. DRUK IN FUNCTIE VAN POSITIE VOOR LAGE EN HOGE GLYCEROL CONCENTRATIES

FIGUUR 2. DRUK IN FUNCTIE VAN POSITIE VOOR LAGE EN HOGE GLYCEROL CONCENTRATIES

Een VROC® cel bepaalt viscositeit door de bepaling van een drukval van een testvloeistof die door een rechthoekig microfluidic meetkanaal beweegt. Deze meting is gebaseerd op de gekende Hagen-Poiseuille theorie (K. Walters, Rheometry, Chapman and Hall, London, 1975), en is ook vermeld in de US Pharmacopeia.

Terwijl de testvloeistof door de doorvloeicel stroomt, meet de druksensor array de druk in functie van de positie.

Figuur 2 toont een voorbeeld van ruwe meetdata voor 2 glycerol monsters. Een hoger glycerol-gehalte resulteert in een hogere viscositeit en een grotere drukval door het meetkanaal (zwarte blokjes) Anderzijds geeft een lagere concentratie aanleiding tot een lagere viscositeit en dus een kleinere drukval (rode blokjes) (black squares). Download de application note voor meer informatie.