油液分析技術(shù)----粘度的測(cè)定方法

一、毛細(xì)管粘度計(jì)

   用于測(cè)量運(yùn)動(dòng)粘度的廣泛使用的技術(shù)是使用溫度控制的重力毛細(xì)管，對(duì)于單級(jí)油通常為0℃和多級(jí)油為40℃和100℃。使用毛細(xì)管粘度計(jì)的測(cè)量基于粘度和時(shí)間之間的關(guān)系。油粘度越大，在重力的影響下流過(guò)毛細(xì)管所需的時(shí)間越長(zhǎng)。目前有幾種標(biāo)準(zhǔn)化毛細(xì)管正在使用。大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室儀器使用玻璃毛細(xì)管來(lái)進(jìn)行粘度測(cè)量。運(yùn)動(dòng)粘度的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的新進(jìn)展是使用分離式鋁質(zhì)毛細(xì)管。這些儀器設(shè)計(jì)為直流或反向流動(dòng)毛細(xì)管。在直流毛細(xì)管中，樣品池位于測(cè)量標(biāo)記下方。在逆流類(lèi)型中，儲(chǔ)存器位于標(biāo)記之上。反向流動(dòng)毛細(xì)管（標(biāo)號(hào)3）允許測(cè)試不透明液體，一些可以具有三個(gè)檢測(cè)傳感器。具有三個(gè)傳感器提供兩個(gè)隨后的流動(dòng)時(shí)間并且提高測(cè)量可重復(fù)性。下圖顯示了不同類(lèi)型的毛細(xì)管。

    1-Ostwald: 奧氏粘度管適用于測(cè)定低粘滯性液體的相對(duì)粘度，奧氏粘度計(jì)的操方法與烏氏粘度計(jì)類(lèi)似。
    2-Ubbelohde: 烏式粘度管適用于測(cè)定透明牛頓液體的運(yùn)動(dòng)粘度，根據(jù)ASTM D 446標(biāo)準(zhǔn)。
    3-Cannon-Fenske：芬斯克粘度管用于測(cè)量運(yùn)動(dòng)粘度的透明牛頓液體，特別是石油產(chǎn)品或潤(rùn)滑劑，根據(jù)ASTM D 445和ISO 3104標(biāo)準(zhǔn)。
    4-Houillon：侯式粘度管，根據(jù)ASTM D7279-2014標(biāo)準(zhǔn)使用自動(dòng)Houillon粘度計(jì)測(cè)定透明和不透明液體運(yùn)動(dòng)粘度的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。

    這些系統(tǒng)由非常的溫度控制浴槽組成，其中直流毛細(xì)管浸入其中。將通常為10ml的油樣品吸入管中，直到其到達(dá)起點(diǎn)。然后釋放吸力，并且油通過(guò)重力流過(guò)管的受控毛細(xì)管部分。在管上可見(jiàn)兩個(gè)或三個(gè)標(biāo)記。操作者在油通過(guò)起始點(diǎn)時(shí)觀(guān)察油的彎液面。此時(shí)，操作者計(jì)算油通過(guò)終標(biāo)記需要多長(zhǎng)時(shí)間。選用合適的管來(lái)開(kāi)展檢測(cè)，能夠?qū)y(cè)試時(shí)間控制到200秒左右來(lái)完成。這使得手動(dòng)計(jì)時(shí)更容易。ASTMD445是運(yùn)動(dòng)粘度測(cè)量的一種標(biāo)準(zhǔn)方法，初是為手動(dòng)方法編寫(xiě)的。與自動(dòng)版本相比，手動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是相對(duì)便宜。由于要求短200秒的測(cè)試時(shí)間，所以它相當(dāng)準(zhǔn)確。對(duì)于不同粘度范圍的油，需要不同的管以保持測(cè)試時(shí)間要求，并且對(duì)于這種手動(dòng)系統(tǒng)，更換管子則是相當(dāng)容易的。
    這種系統(tǒng)的缺點(diǎn)是測(cè)試緩慢并且勞動(dòng)密集，并且在測(cè)試之后，管必須手動(dòng)清潔。

二、自動(dòng)改良的烏式粘度計(jì)

   實(shí)驗(yàn)室的常用系統(tǒng)是自動(dòng)改良的烏氏粘度計(jì)方法。將10ml瓶放置在小的轉(zhuǎn)盤(pán)架中。 系統(tǒng)按照手動(dòng)方法將油吸至管內(nèi)，所有任務(wù)由計(jì)算機(jī)程序控制。該系統(tǒng)不需要操作者對(duì)油液的流動(dòng)進(jìn)行監(jiān)視和計(jì)時(shí)。通過(guò)自動(dòng)化，系統(tǒng)保持手動(dòng)系統(tǒng)的精度，省去了定時(shí)和管道清潔的工作。
    系統(tǒng)可以配備雙溶劑選項(xiàng)，用于清洗難以清潔的較黑的油液樣品。
    這種系統(tǒng)的缺點(diǎn)是它仍然很慢。對(duì)于這樣的系統(tǒng)，通常使用有10個(gè)位置的轉(zhuǎn)盤(pán)可以實(shí)現(xiàn)每小時(shí)12個(gè)樣本的測(cè)量。系統(tǒng)中的兩個(gè)管通常固定在適當(dāng)位置，因此它們不太靈活。每次測(cè)量需要相當(dāng)量的溶劑來(lái)清潔管（每個(gè)樣品高達(dá)15ml）和5ml油樣。
    這些系統(tǒng)優(yōu)先用于在用狀態(tài)監(jiān)測(cè)，因?yàn)樗鼈兏m合于不透明流體，并且實(shí)驗(yàn)室版本具有更高的通量和靈活性。這種方法的通用名稱(chēng)是“Houillon”或“Hele-Shaw”技術(shù)。描述這種方法的ASTM標(biāo)準(zhǔn)是ASTM D7279。任何人考慮獲得粘度計(jì)的常見(jiàn)問(wèn)題是該方法如何與ASTM D 445（一種更廣為人知的粘度方法）相比較。ASTM D 7279具有優(yōu)異的重復(fù)性，為了獲得相同的ASTM D445結(jié)果，需要標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)償（在方法中詳述）。對(duì)于專(zhuān)注于趨勢(shì)變化的大多數(shù)用戶(hù)，使用這種技術(shù)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室儀器具有*的精度并超過(guò)機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)要求。為了進(jìn)行使用該技術(shù)的測(cè)量，移取0.2-0.8ml之間的少量油樣品，并直接引入加熱至所需溫度的管中。 一次性移液管吸頭用于小化交叉污染。直流系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)是其高通量，每個(gè)浴槽可容納多達(dá)4個(gè)管，并且所有測(cè)量并行，每小時(shí)25至45個(gè)樣品是容易實(shí)現(xiàn)的。管的清潔是自動(dòng)的，并且雙溶劑選項(xiàng)可用于清洗難以清潔的較黑的油液樣品。