ARES-G2 美国Waters TA 用于材料研发的流变仪

美国Waters TA 用于材料研发的流变仪ARES-G2

产品描述：

ARES-G2是用于材料研发为的流变仪。ARES-G2为流变学而生，真正的直接应变控制，拥有分离式形变驱动电机和扭矩/力平衡传感器，能独立精确量测应力和法向力，正因为与其他流变仪相比ARES-G2测量更精准性才被流变学界为工业标准。

ARES-G2平台的特色如下：

优秀的数据准确性

优秀的应变控制….

全面整合快速数据采集模块

控制电路采用分离式设计

新型智能识别环境系统

专有主动控温技术

功能强大的TRIOS控制分析软件

超前的大振幅振荡（LAOS）和二维小振幅振荡（2D-SAOS）模式

新颖的动态力学分析模式允许执行固体拉伸、压缩和弯曲测试

特征：

独立量测应力和应变

精确的力学测量基于控制变量（刺激）和量测变量（响应）。这些关键物理量的独立量测可以在删除/广泛程度上保证测量的准确性。此外，任务的每个分析要素都应该根据其自身的作用进行优化。以模量测量为例，应变的施加和应力的测量应该分开进行；或者以黏度测量为例，应变速率的施加和应力的测量不应该纠缠在一起。TA仪器的ARES-G2正是基于这种方式，从而可以在很宽的应力、应变和频率范围内确保测量结构不包含仪器因素。

驱动电机  

ARES-G2直驱电机经过优化设计可以再很宽的角位移和速率范围内输出 精确的运动控制。其关键组件包括刚性轴承系统、高达800 mN.m的无摩擦无刷直流电机、专有非接触温度测量和高位移分辨光学编码器。独到的设计确保样品精确变形，ARES-G2驱动电机高扭矩为高刚性材料的大形变测试提供了删除/广泛可能；坚固的轴向止推和径向支承轴承确保驱动电机在测试过程中能够删除保证转动无轴向和径向偏移，可实现优异的切向和法向量测。

法向力平衡传感器（FRT）

删除的法向力测量源于ARES-G2力平衡传感器（FRT），其主要部件是维持轴向零位置的回馈伺服电机，可以执行 精确和 快速的法向力测量且不包含系统柔量因素。

扭矩平衡传感器 (TRT)

ARES-G2扭矩平衡传感器（TRT）测量样品应力，其传感器的工作原理是根据伺服电机维持机头零位置所需电流大小测量切向扭矩。这种准无限刚性的传感器特色是扭矩量程宽达5,000,000：1、坚固耐用的空气轴承、高分辨电容式角度感应器（专有号 和 ）和新型非接触上部温度感应器（专有号 ）。

独立的扭矩测量不需要做任何电机系统惯量和轴承摩擦校正，这就意味着ARES-G2可以实现 纯粹的样品应力直接量测且高频振荡没有系统噪音。

主动温度控制 (ATC)  

ARES-G2采用专有非接触温度传感器量测和控制温度（专有号 ）。铂金热敏电阻（PRTs）直接与电机和传感器轴杆相连，而热敏电阻与上下夹具中心紧密接触。位于电机和传感器中心的电路首先读取热敏电阻温度信号，然后通过非接触机制（无线）传递到控制电路并接受回馈。由于上下夹具均能直接量测温度并进行回馈，上下夹具间不存在温度梯度，因此，不需要进行复杂的温度校准和偏移设置就可以精确量测和控制样品温度。

以下例子可以展示这种新技术的优点。沥青样品在25℃恒温5分钟然后阶跃升温到85℃进行振荡时间扫描，跟踪体系复数黏度的变化。一种情况下保证上下两个热敏电阻与夹具直接接触使用ATC技术，而另外一种情况是热敏电阻只是靠近夹具但不直接接触即不使用ATC技术。在第二种情况下，虽然表面看温度很快达到了85℃，但复数黏度在达到平衡之前并没有跟上温度变化，这表明真实的样品温度与表面观测的温度有一定的梯度。在使用ATC的情况下，量测的温度为真实样品温度，这一点可以从复数黏度与其同步变化加以证实。也就是说，只有在使用ATC技术的情况下，控制/量测的才是样品温度。

触摸屏和触按板  

ARES-G2测试机台前端安装有彩色触摸屏界面，用户只需通过轻轻触摸即可直接在测试机台上设置温度、设定间隙等，这使得“简便操作”达到全新高度。屏幕上还可实时显示仪器测试（扭矩、法向力、样品温度等）以及仪器状态等系统信息。通过位于测试机台下部的按键面板，用户可以方便地改变机头位置和驱动电机状态等

框架、垂直移动和准直

ARES-G2的框架采用高刚性和低柔量（0.1 μm/N）材质从而可实现垂直移动的高精确性，以确保夹具位置准确控制和同心对齐。

框架部件采用延性铸铁整体浇铸，强度高，从而可保证高频测试下优异阻尼性能和宽温度范围内的尺寸稳定性。

传感器由两个硬质钢十字滑板刚性地固定在框架上，从而确保其在测试过程中不出现任何便宜。导致结构能确保机头平滑地垂直移动且保持高同心度、平行度，这对夹具间隙的精确控制来说是十分重要的。

传感器头垂直定位通过精密丝杆实现，该丝杆通过刚性的预载荷双向轴承连接在微步电机上，可以有效防止回冲。

线性光学编码器直接安装在固定框架和移动支架之间，不依赖于导轨螺杆的位移，确保精准定位，精度可以达到0.1μm。

双头流量测试的新高度   

TA仪器将ARES-G2流变测试扩展到了删除的新高度。ARES-G2能够在圆周方向和轴向两个方向同时施加变形，这极大扩展了探索复杂流体非线性和各向异性行为的能力。该技术的原理是利用ARES-G2的力平衡传感器（FRT）施加正交于圆周方向的轴向振荡。

特色和优势

ARES-G2

特殊双臂同心圆筒

可执行正交叠加测试和二维振荡测试TRIOS直接操控

可同时测量两个方向

使用高级Peltier系统控温

正交叠加（OSP）

非线性粘弹性的全新测试   

正交重叠提供额外的强大方法来探测非线性粘弹性。角方向的稳定剪切形变与 ARES-G2 FRT 在轴向施加的振荡形变相关。测量了流动方向的稳态性能和正交于流动的动态性能。流动得到适当控制，从而轻松解读粘弹响应。

二维小振幅振荡剪切（2D-SAOS）

各向异性的选择性探测

二维小振幅振荡剪切可以按方向选择性测量。这对于了解复杂流体的各向异性非常有价值。圆周方向和轴向振荡剪切同步在各自方向独立进行，比单一方向振荡更能提供完整的各向异性信息。

美国Waters TA 用于材料研发的流变仪ARES-G2 配件：

Peltier防挥发盖  

防挥发盖配合防挥发夹具使用可形成热稳定挥发阻隔，从而有效测试过程中的溶剂丧失。防挥发夹具上的储液槽用来储存低黏度油或者样品中的挥发性溶剂，防挥发盖上沿可不接触夹具而浸入储液中从而形成温度均匀、蒸汽饱和的密封环境，可有效阻止溶剂丧失。防挥发盖通过圆环定位于APS中心。

浸泡杯  

使用APS浸泡杯可实现浸泡环境中测试样品。浸泡杯很容易通过卡销固定到APS板上，橡胶圈用来密封。样品加载、修边和密封及冲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，是研究水凝胶性能的理想工具。

同心圆筒夹具

APS外杯有10、15和17mm几种半径配合末端内陷和DIN转子供使用。内转子有9.3、14和16mm几种半径和外杯根据DIN标准配备使用。双臂筒与单臂筒相比，额外增加力剪切面适合超低黏度的低剪切测试。

特殊外杯和转子  

特殊夹具主要有十字叶片和螺旋桨转子。这类转子对于分散体系来说特别重要，可有效避免材料/夹具表面滑移。十字叶片有7.5和14mm两种半径。螺旋桨转子配合大外杯使用在剪切测试中可起搅拌混合作用或保持粒子悬浮。