油液分析技術(shù)----粘度的測定方法

油液分析技術(shù)----粘度的測定方法

一、毛細(xì)管粘度計(jì)

   用于測量運(yùn)動(dòng)粘度的最廣泛使用的技術(shù)是使用溫度控制的重力毛細(xì)管，對于單級油通常為0℃和多級油為40℃和100℃。使用毛細(xì)管粘度計(jì)的測量基于粘度和時(shí)間之間的關(guān)系。油粘度越大，在重力的影響下流過毛細(xì)管所需的時(shí)間越長。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)管來進(jìn)行粘度測量。運(yùn)動(dòng)粘度的現(xiàn)場測量的新進(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，樣品池位于測量標(biāo)記下方。在逆流類型中，儲存器位于標(biāo)記之上。反向流動(dòng)毛細(xì)管（標(biāo)號3）允許測試不透明液體，一些可以具有三個(gè)檢測傳感器。具有三個(gè)傳感器提供兩個(gè)隨后的流動(dòng)時(shí)間并且提高測量可重復(fù)性。下圖顯示了不同類型的毛細(xì)管。

    1-Ostwald: 奧氏粘度管適用于測定低粘滯性液體的相對粘度，奧氏粘度計(jì)的操方法與烏氏粘度計(jì)類似。
    2-Ubbelohde: 烏式粘度管適用于測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量運(yùn)動(dòng)粘度的透明牛頓液體，特別是石油產(chǎn)品或潤滑劑，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)由非常精確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，并且油通過重力流過管的受控毛細(xì)管部分。在管上可見兩個(gè)或三個(gè)標(biāo)記。操作者在油通過起始點(diǎn)時(shí)觀察油的彎液面。此時(shí)，操作者計(jì)算油通過最終標(biāo)記需要多長時(shí)間。選用合適的管來開展檢測，能夠?qū)y試時(shí)間控制到200秒左右來完成。這使得手動(dòng)計(jì)時(shí)更容易。ASTMD445是運(yùn)動(dòng)粘度測量的一種標(biāo)準(zhǔn)方法，最初是為手動(dòng)方法編寫的。與自動(dòng)版本相比，手動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是相對便宜。由于要求最短200秒的測試時(shí)間，所以它相當(dāng)準(zhǔn)確。對于不同粘度范圍的油，需要不同的管以保持測試時(shí)間要求，并且對于這種手動(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)是測試緩慢并且勞動(dòng)密集，并且在測試之后，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)不需要操作者對油液的流動(dòng)進(jìn)行監(jiān)視和計(jì)時(shí)。通過自動(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。對于這樣的系統(tǒng)，通常使用有10個(gè)位置的轉(zhuǎn)盤可以實(shí)現(xiàn)每小時(shí)12個(gè)樣本的測量。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。每次測量需要相當(dāng)量的溶劑來清潔管（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，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)的常見問題是該方法如何與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）。對于專注于趨勢變化的大多數(shù)用戶，使用這種技術(shù)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室儀器具有極好的精度并超過機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測要求。為了進(jìn)行使用該技術(shù)的測量，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最小化交叉污染。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。