论文部分内容阅读
摘要：粘度是衡量油品质量的一项重要指标，选择恰当粘度的润滑油是保证机械设备正常运转的前提。以粘度测量中主要使用的毛细管粘度计为例，对其测量原理、检定影响因素进行分析，并采用控制方法以降低粘度计检定误差。
关键词：毛细管粘度计;粘度;检定;影响因素
1引言
运动粘度作为润滑油理化监测分析项目之一，它是润滑油分类、分级、质量评定的基础指标，同时也是设备润滑油的选用、代用和更换的基础参数。其中，毛细管粘度计具有易操作、精度高、价格低廉、测量范围广等优势，使其广泛应用在润滑油运动粘度测量中，而要保证粘度值的准确性，首先按照对应的标准进行操作，其次粘度计一定要进行周期检定并对检定过程中的影响因素进行分析与控制，尽可能保证粘度计检定结果的准确性。
2毛细管粘度计的测量原理
当已知粘度值的液体在毛细管粘度计内因重力作用而流出，流过规定体积所需的时间，根据哈根-泊肃叶（Hagen-Poiseuille）定律，便可得出毛细管粘度计常数[1]。
从式（2）易知，当毛细管粘度计制成后，其粘度计常数便固定不变了，因此在某一测试温度下，只需测量出规定体积的标准粘度液流经毛细管的时间，便可求得粘度计常数。
3影响粘度计检定的主要因素及控制方法
3.1温度影响粘度计检定
粘度与温度有着密切的联系，当温度升高时，液体的分子间距增大导致液体的内聚力减小，从而使得粘度降低，反之，温度降低使得液体的粘度增加[2]，这就表明，粘度计在检定的过程中，务必要减小温度的变化来保证毛细管粘度常数检定的准确性。
3.1.1如何减小温度造成的检定误差
（1）在检定毛细管粘度计时，首先一定要严格按照粘度的检定规程要求进行，在对恒温槽的温度进行测试时，使用經检定修正过的分度值为0.01℃的全浸入式水银温度计或分辨率优于0.01℃的数字温度计，且要求温度波动度不超过±0.01℃/h，温场均匀度不超过0.02℃，以减小因温度产生的误差对粘度计检定的影响[3]。
（2）粘度标准液放在满足检定要求的室内进行恒温存储，使粘度液的温度与室温保持一致，且对检定环境的要求为温度波动度2h内不应大于±2℃[4]。
3.2 安装垂直度影响粘度计检定
操作人员在粘度计安装时，会由于视觉误差或从业经验不足等原因，未能使毛细管粘度计垂直，引起液注高度变化，产生倾斜误差。当粘度计垂直安装时，粘度计内液体的平均有效高度是，倾斜角度后，其平均有效高度是，，如图1所示。
式（4）中：为粘度计有角倾斜时所测得常数。
将式（4）与式（3）之比得：
式（6）中，为粘度计垂直安装时所测得常数与有倾斜角度时所测的常数之差。
若倾斜角时，由式（6）可得，，粘度计是否安装垂直，将会对粘度计常数检定的准确性带来影响。
3.2.1如何减小垂直度造成的检定误差
对于构造为在流动时间内液体上下液面中心垂直相对的所有粘度计，借助粘度计专用夹具或支架，将粘度计置于恒温槽中时，使测定球低于液面20mm以上，粘度计底部要高于恒温浴底20 mm以上。调节粘度计夹具，借助铅垂线沿两个互成直角的方向使粘度计毛细管垂直[5]。
3.3清洁程度影响粘度计检定
粘度计清洗是检定前的准备阶段，也是保证检定结果可靠性的前提。如果对粘度计没有进行彻底的清洗，使得内壁还残存一些挂液，这将导致粘度标准液在粘度计里流动时会受到阻力，改变液体流出毛细管粘度计的时间，最终影响粘度计常数的准确性。
3.3.1如何减小清洁度造成的检定误差
对尚未用过的新粘度计应使用蒸汽或开水除蜡，没有油污的粘度计应使用热水清洗，沾有油污应先依次使用汽油、酒精和清水清洗，再用铬酸洗液浸泡粘度计内壁4h以上。浸泡好的粘度计用清水清洗，直到内壁不挂水珠，再用清水清洗3遍。对清洗干净的粘度计置于干燥箱中进行干燥后应防止灰尘落入其中[3]。
3.4装液量影响粘度计检定
由泊肃叶公式知，当装液量多时，就减小，流动时长增加;装液量少时，就增大，流动时长减小，因此流动时长随装液量不同而变，而该时间直接影响测定的准确性。
3.4.1如何减小装液量造成的检定误差
首先要熟练掌握有关粘度计的装液规程，选择合适的粘度标准液，使黏度标准液在平氏、芬氏和乌氏的最细内径毛细管粘度计的流出的时间分别不得小于350s、300s和250s[3]。
3.5记时器影响粘度计检定
计时准确的前提就是要求计时设备的分度值优于0.1s，日差不超过±0.5s，在计时时，当粘度标准液的液面最低点与计时球的下标线相切的瞬间进行按下计时器进行计时。
4结语
毛细管粘度计在粘度测量中有着广泛的应用，其影响粘度计检定的因素有温度、垂直度、清洁度、装液量、计时器等，若要提高粘度计检定的准确性，必须重视这些影响因素并提高自身的检定水平。
参考文献：
[1]陈惠钊.粘度计量[M].北京.中国计量出版社，1991
[2]郭春梅，刘亮.提高毛细管粘度计检定质量的方法探讨[J].计量技术，2018（04）：50-53
[3国家质量监督局.JJG 155-2016工作毛细管黏度计检定规程[S].北京：中国计量出版社，2016
[4]庞爱青.如何减少毛细管粘度计检定中的影响因素[J].计量与测试技术，2007（7）
[5]GB/T 30514-2014.玻璃毛细管运动黏度计规格和操作说明[S].北京：中国标准出版社，2014
关键词：毛细管粘度计;粘度;检定;影响因素
1引言
运动粘度作为润滑油理化监测分析项目之一，它是润滑油分类、分级、质量评定的基础指标，同时也是设备润滑油的选用、代用和更换的基础参数。其中，毛细管粘度计具有易操作、精度高、价格低廉、测量范围广等优势，使其广泛应用在润滑油运动粘度测量中，而要保证粘度值的准确性，首先按照对应的标准进行操作，其次粘度计一定要进行周期检定并对检定过程中的影响因素进行分析与控制，尽可能保证粘度计检定结果的准确性。
2毛细管粘度计的测量原理
当已知粘度值的液体在毛细管粘度计内因重力作用而流出，流过规定体积所需的时间，根据哈根-泊肃叶（Hagen-Poiseuille）定律，便可得出毛细管粘度计常数[1]。
从式（2）易知，当毛细管粘度计制成后，其粘度计常数便固定不变了，因此在某一测试温度下，只需测量出规定体积的标准粘度液流经毛细管的时间，便可求得粘度计常数。
3影响粘度计检定的主要因素及控制方法
3.1温度影响粘度计检定
粘度与温度有着密切的联系，当温度升高时，液体的分子间距增大导致液体的内聚力减小，从而使得粘度降低，反之，温度降低使得液体的粘度增加[2]，这就表明，粘度计在检定的过程中，务必要减小温度的变化来保证毛细管粘度常数检定的准确性。
3.1.1如何减小温度造成的检定误差
（1）在检定毛细管粘度计时，首先一定要严格按照粘度的检定规程要求进行，在对恒温槽的温度进行测试时，使用經检定修正过的分度值为0.01℃的全浸入式水银温度计或分辨率优于0.01℃的数字温度计，且要求温度波动度不超过±0.01℃/h，温场均匀度不超过0.02℃，以减小因温度产生的误差对粘度计检定的影响[3]。
（2）粘度标准液放在满足检定要求的室内进行恒温存储，使粘度液的温度与室温保持一致，且对检定环境的要求为温度波动度2h内不应大于±2℃[4]。
3.2 安装垂直度影响粘度计检定
操作人员在粘度计安装时，会由于视觉误差或从业经验不足等原因，未能使毛细管粘度计垂直，引起液注高度变化，产生倾斜误差。当粘度计垂直安装时，粘度计内液体的平均有效高度是，倾斜角度后，其平均有效高度是，，如图1所示。
式（4）中：为粘度计有角倾斜时所测得常数。
将式（4）与式（3）之比得：
式（6）中，为粘度计垂直安装时所测得常数与有倾斜角度时所测的常数之差。
若倾斜角时，由式（6）可得，，粘度计是否安装垂直，将会对粘度计常数检定的准确性带来影响。
3.2.1如何减小垂直度造成的检定误差
对于构造为在流动时间内液体上下液面中心垂直相对的所有粘度计，借助粘度计专用夹具或支架，将粘度计置于恒温槽中时，使测定球低于液面20mm以上，粘度计底部要高于恒温浴底20 mm以上。调节粘度计夹具，借助铅垂线沿两个互成直角的方向使粘度计毛细管垂直[5]。
3.3清洁程度影响粘度计检定
粘度计清洗是检定前的准备阶段，也是保证检定结果可靠性的前提。如果对粘度计没有进行彻底的清洗，使得内壁还残存一些挂液，这将导致粘度标准液在粘度计里流动时会受到阻力，改变液体流出毛细管粘度计的时间，最终影响粘度计常数的准确性。
3.3.1如何减小清洁度造成的检定误差
对尚未用过的新粘度计应使用蒸汽或开水除蜡，没有油污的粘度计应使用热水清洗，沾有油污应先依次使用汽油、酒精和清水清洗，再用铬酸洗液浸泡粘度计内壁4h以上。浸泡好的粘度计用清水清洗，直到内壁不挂水珠，再用清水清洗3遍。对清洗干净的粘度计置于干燥箱中进行干燥后应防止灰尘落入其中[3]。
3.4装液量影响粘度计检定
由泊肃叶公式知，当装液量多时，就减小，流动时长增加;装液量少时，就增大，流动时长减小，因此流动时长随装液量不同而变，而该时间直接影响测定的准确性。
3.4.1如何减小装液量造成的检定误差
首先要熟练掌握有关粘度计的装液规程，选择合适的粘度标准液，使黏度标准液在平氏、芬氏和乌氏的最细内径毛细管粘度计的流出的时间分别不得小于350s、300s和250s[3]。
3.5记时器影响粘度计检定
计时准确的前提就是要求计时设备的分度值优于0.1s，日差不超过±0.5s，在计时时，当粘度标准液的液面最低点与计时球的下标线相切的瞬间进行按下计时器进行计时。
4结语
毛细管粘度计在粘度测量中有着广泛的应用，其影响粘度计检定的因素有温度、垂直度、清洁度、装液量、计时器等，若要提高粘度计检定的准确性，必须重视这些影响因素并提高自身的检定水平。
参考文献：
[1]陈惠钊.粘度计量[M].北京.中国计量出版社，1991
[2]郭春梅，刘亮.提高毛细管粘度计检定质量的方法探讨[J].计量技术，2018（04）：50-53
[3国家质量监督局.JJG 155-2016工作毛细管黏度计检定规程[S].北京：中国计量出版社，2016
[4]庞爱青.如何减少毛细管粘度计检定中的影响因素[J].计量与测试技术，2007（7）
[5]GB/T 30514-2014.玻璃毛细管运动黏度计规格和操作说明[S].北京：中国标准出版社，2014