Analisys of ultrasonic measurement of liquids viscosity by means of the shear reflectance method.

Neste trabalho é analisada a medição de viscosidade de líquidos por ultrasom pelo método da reflexão de ondas de cisalhamento. O método baseiase na medição da magnitude e fase do coeficiente de reflexão quando as ondas de cisalhamento incidem na interface entre um sólido e o líquido testado. Foram analisados os conceitos teóricos do método da medição de viscosidade e desenvolvida a metodologia experimental a fim de evitar a influência indesejada de fatores externos, como a temperatura e a instabilidade da eletrônica, sobre a medição. Foram obtidos resultados com dois óleos alimentícios (azeite de oliva e óleo de milho) e quatro óleos automotivos do tipo SAE (40, 90, 140 e 250). Foi mostrado que para uma freqüência de operação baixa o suficiente para garantir comportamento Newtoniano do líquido, os valores de viscosidade têm excelente concordância numérica com os valores obtidos usando o viscosímetro rotacional, no caso dos óleos menos viscosos. Já no caso dos óleos mais viscosos, foram obtidos valores de viscosidade menores que os obtidos com viscosímetro rotacional, e o aumento no módulo elástico sugere um comportamento mais viscoelástico. Foi mostrado que o método de cálculo simplificado usado por alguns autores, que permite calcular a viscosidade a partir somente da magnitude do coeficiente de reflexão, não fornece os valores esperados de viscosidade.This work deals with the ultrasonic measurement of liquids viscosity by means of the shear reflectance method. The method is based on the measurement of the magnitude and phase of the complex reflection coefficient of shear waves at a solidliquid sample interface. Basic concepts of the viscosity measurement method were analyzed and the experimental methodology was developed to avoid the undesired influence of external factors, such as temperature and electronic instability. Experimental results were obtained with two kinds of eatable oils (olive and corn oils) and four different automotive oils (SAE 40, 90, 140 e 250). For an operating frequency low enough to obtain Newtonian liquid behavior, as for less viscous liquids, it was shown that the viscosity results have good agreement with rotational viscometer measurements. In the case of more viscous liquids, the measured viscosity values were smaller than those obtained by the rotational viscometer, and the elastic modulus is increased, suggesting viscoelastic behavior. It is shown that a simplified model used by other authors, which obtains the viscosity without measuring the phase of the complex reflection coefficient, results in greater errors associated with the values obtained by the rotational viscometer