美國Waters TA 用于材料研發的流變儀ARES-G2

產品描述：

ARES-G2是用于材料研發為的流變儀。ARES-G2為流變學而生，真正的直接應變控制，擁有分離式形變驅動電機和扭矩/力平衡傳感器，能獨立精確量測應力和法向力，正因為與其他流變儀相比ARES-G2測量更精準性才被流變學界為工業標準。

ARES-G2平臺的特色如下：

優秀的數據準確性

優秀的應變控制….

全面整合快速數據采集模塊

控制電路采用分離式設計

新型智能識別環境系統

專有主動控溫技術

功能強大的TRIOS控制分析軟件

超前的大振幅振蕩（LAOS）和二維小振幅振蕩（2D-SAOS）模式

新穎的動態力學分析模式允許執行固體拉伸、壓縮和彎曲測試

特征：

獨立量測應力和應變

精確的力學測量基于控制變量（刺激）和量測變量（響應）。這些關鍵物理量的獨立量測可以在刪除/廣泛程度上保證測量的準確性。此外，任務的每個分析要素都應該根據其自身的作用進行優化。以模量測量為例，應變的施加和應力的測量應該分開進行；或者以黏度測量為例，應變速率的施加和應力的測量不應該糾纏在一起。TA儀器的ARES-G2正是基于這種方式，從而可以在很寬的應力、應變和頻率范圍內確保測量結構不包含儀器因素。

驅動電機  

ARES-G2直驅電機經過優化設計可以再很寬的角位移和速率范圍內輸出 精確的運動控制。其關鍵組件包括剛性軸承系統、高達800 mN.m的無摩擦無刷直流電機、專有非接觸溫度測量和高位移分辨光學編碼器。獨到的設計確保樣品精確變形，ARES-G2驅動電機高扭矩為高剛性材料的大形變測試提供了刪除/廣泛可能；堅固的軸向止推和徑向支承軸承確保驅動電機在測試過程中能夠刪除保證轉動無軸向和徑向偏移，可實現優異的切向和法向量測。

法向力平衡傳感器（FRT）

刪除的法向力測量源于ARES-G2力平衡傳感器（FRT），其主要部件是維持軸向零位置的回饋伺服電機，可以執行 精確和 快速的法向力測量且不包含系統柔量因素。

扭矩平衡傳感器 (TRT)

ARES-G2扭矩平衡傳感器（TRT）測量樣品應力，其傳感器的工作原理是根據伺服電機維持機頭零位置所需電流大小測量切向扭矩。這種準無限剛性的傳感器特色是扭矩量程寬達5,000,000：1、堅固耐用的空氣軸承、高分辨電容式角度感應器（專有號 和 ）和新型非接觸上部溫度感應器（專有號 ）。

獨立的扭矩測量不需要做任何電機系統慣量和軸承摩擦校正，這就意味著ARES-G2可以實現 純粹的樣品應力直接量測且高頻振蕩沒有系統噪音。

主動溫度控制 (ATC)  

ARES-G2采用專有非接觸溫度傳感器量測和控制溫度（專有號 ）。鉑金熱敏電阻（PRTs）直接與電機和傳感器軸桿相連，而熱敏電阻與上下夾具中心緊密接觸。位于電機和傳感器中心的電路首先讀取熱敏電阻溫度信號，然后通過非接觸機制（無線）傳遞到控制電路并接受回饋。由于上下夾具均能直接量測溫度并進行回饋，上下夾具間不存在溫度梯度，因此，不需要進行復雜的溫度校準和偏移設置就可以精確量測和控制樣品溫度。

以下例子可以展示這種新技術的優點。瀝青樣品在25℃恒溫5分鐘然后階躍升溫到85℃進行振蕩時間掃描，跟蹤體系復數黏度的變化。一種情況下保證上下兩個熱敏電阻與夾具直接接觸使用ATC技術，而另外一種情況是熱敏電阻只是靠近夾具但不直接接觸即不使用ATC技術。在第二種情況下，雖然表面看溫度很快達到了85℃，但復數黏度在達到平衡之前并沒有跟上溫度變化，這表明真實的樣品溫度與表面觀測的溫度有一定的梯度。在使用ATC的情況下，量測的溫度為真實樣品溫度，這一點可以從復數黏度與其同步變化加以證實。也就是說，只有在使用ATC技術的情況下，控制/量測的才是樣品溫度。

觸摸屏和觸按板  

ARES-G2測試機臺前端安裝有彩色觸摸屏界面，用戶只需通過輕輕觸摸即可直接在測試機臺上設置溫度、設定間隙等，這使得“簡便操作”達到全新高度。屏幕上還可實時顯示儀器測試（扭矩、法向力、樣品溫度等）以及儀器狀態等系統信息。通過位于測試機臺下部的按鍵面板，用戶可以方便地改變機頭位置和驅動電機狀態等

框架、垂直移動和準直

ARES-G2的框架采用高剛性和低柔量（0.1 μm/N）材質從而可實現垂直移動的高精確性，以確保夾具位置準確控制和同心對齊。

框架部件采用延性鑄鐵整體澆鑄，強度高，從而可保證高頻測試下優異阻尼性能和寬溫度范圍內的尺寸穩定性。

傳感器由兩個硬質鋼十字滑板剛性地固定在框架上，從而確保其在測試過程中不出現任何便宜。導致結構能確保機頭平滑地垂直移動且保持高同心度、平行度，這對夾具間隙的精確控制來說是十分重要的。

傳感器頭垂直定位通過精密絲桿實現，該絲桿通過剛性的預載荷雙向軸承連接在微步電機上，可以有效防止回沖。

線性光學編碼器直接安裝在固定框架和移動支架之間，不依賴于導軌螺桿的位移，確保精準定位，精度可以達到0.1μm。

雙頭流量測試的新高度   

TA儀器將ARES-G2流變測試擴展到了刪除的新高度。ARES-G2能夠在圓周方向和軸向兩個方向同時施加變形，這極大擴展了探索復雜流體非線性和各向異性行為的能力。該技術的原理是利用ARES-G2的力平衡傳感器（FRT）施加正交于圓周方向的軸向振蕩。

特色和優勢

ARES-G2

特殊雙臂同心圓筒

可執行正交疊加測試和二維振蕩測試TRIOS直接操控

可同時測量兩個方向

使用高級Peltier系統控溫

正交疊加（OSP）

非線性粘彈性的全新測試   

正交重疊提供額外的強大方法來探測非線性粘彈性。角方向的穩定剪切形變與 ARES-G2 FRT 在軸向施加的振蕩形變相關。測量了流動方向的穩態性能和正交于流動的動態性能。流動得到適當控制，從而輕松解讀粘彈響應。

二維小振幅振蕩剪切（2D-SAOS）

各向異性的選擇性探測

二維小振幅振蕩剪切可以按方向選擇性測量。這對于了解復雜流體的各向異性非常有價值。圓周方向和軸向振蕩剪切同步在各自方向獨立進行，比單一方向振蕩更能提供完整的各向異性信息。

美國Waters TA 用于材料研發的流變儀ARES-G2 配件：

Peltier防揮發蓋  

防揮發蓋配合防揮發夾具使用可形成熱穩定揮發阻隔，從而有效測試過程中的溶劑喪失。防揮發夾具上的儲液槽用來儲存低黏度油或者樣品中的揮發性溶劑，防揮發蓋上沿可不接觸夾具而浸入儲液中從而形成溫度均勻、蒸汽飽和的密封環境，可有效阻止溶劑喪失。防揮發蓋通過圓環定位于APS中心。

浸泡杯  

使用APS浸泡杯可實現浸泡環境中測試樣品。浸泡杯很容易通過卡銷固定到APS板上，橡膠圈用來密封。樣品加載、修邊和密封及沖浸泡液均很容易完成。浸泡杯中可使用40mm以下的平板和椎板，是研究水凝膠性能的理想工具。

同心圓筒夾具

APS外杯有10、15和17mm幾種半徑配合末端內陷和DIN轉子供使用。內轉子有9.3、14和16mm幾種半徑和外杯根據DIN標準配備使用。雙臂筒與單臂筒相比，額外增加力剪切面適合超低黏度的低剪切測試。

特殊外杯和轉子  

特殊夾具主要有十字葉片和螺旋槳轉子。這類轉子對于分散體系來說特別重要，可有效避免材料/夾具表面滑移。十字葉片有7.5和14mm兩種半徑。螺旋槳轉子配合大外杯使用在剪切測試中可起攪拌混合作用或保持粒子懸浮。