油液分析技术----粘度的测定方法

油液分析技术----粘度的测定方法

一、毛细管粘度计

   用于测量运动粘度的最广泛使用的技术是使用温度控制的重力毛细管，对于单级油通常为0℃和多级油为40℃和100℃。使用毛细管粘度计的测量基于粘度和时间之间的关系。油粘度越大，在重力的影响下流过毛细管所需的时间越长。目前有几种标准化毛细管正在使用。大多数实验室仪器使用玻璃毛细管来进行粘度测量。运动粘度的现场测量的新进展是使用分离式铝质毛细管。这些仪器设计为直流或反向流动毛细管。在直流毛细管中，样品池位于测量标记下方。在逆流类型中，储存器位于标记之上。反向流动毛细管（标号3）允许测试不透明液体，一些可以具有三个检测传感器。具有三个传感器提供两个随后的流动时间并且提高测量可重复性。下图显示了不同类型的毛细管。

    1-Ostwald: 奥氏粘度管适用于测定低粘滞性液体的相对粘度，奥氏粘度计的操方法与乌氏粘度计类似。
    2-Ubbelohde: 乌式粘度管适用于测定透明牛顿液体的运动粘度，根据ASTM D 446标准。
    3-Cannon-Fenske：芬斯克粘度管用于测量运动粘度的透明牛顿液体，特别是石油产品或润滑剂，根据ASTM D 445和ISO 3104标准。
    4-Houillon：侯式粘度管，根据ASTM D7279-2014标准使用自动Houillon粘度计测定透明和不透明液体运动粘度的标准试验方法。

    这些系统由非常精确的温度控制浴槽组成，其中直流毛细管浸入其中。将通常为10ml的油样品吸入管中，直到其到达起点。然后释放吸力，并且油通过重力流过管的受控毛细管部分。在管上可见两个或三个标记。操作者在油通过起始点时观察油的弯液面。此时，操作者计算油通过最终标记需要多长时间。选用合适的管来开展检测，能够将测试时间控制到200秒左右来完成。这使得手动计时更容易。ASTMD445是运动粘度测量的一种标准方法，最初是为手动方法编写的。与自动版本相比，手动系统的优点是相对便宜。由于要求最短200秒的测试时间，所以它相当准确。对于不同粘度范围的油，需要不同的管以保持测试时间要求，并且对于这种手动系统，更换管子则是相当容易的。
    这种系统的缺点是测试缓慢并且劳动密集，并且在测试之后，管必须手动清洁。

二、自动改良的乌式粘度计

   实验室的常用系统是自动改良的乌氏粘度计方法。将10ml瓶放置在小的转盘架中。 系统按照手动方法将油吸至管内，所有任务由计算机程序控制。该系统不需要操作者对油液的流动进行监视和计时。通过自动化，系统保持手动系统的精度，省去了定时和管道清洁的工作。
    系统可以配备双溶剂选项，用于清洗难以清洁的较黑的油液样品。
    这种系统的缺点是它仍然很慢。对于这样的系统，通常使用有10个位置的转盘可以实现每小时12个样本的测量。系统中的两个管通常固定在适当位置，因此它们不太灵活。每次测量需要相当量的溶剂来清洁管（每个样品高达15ml）和5ml油样。
    这些系统优先用于在用状态监测，因为它们更适合于不透明流体，并且实验室版本具有更高的通量和灵活性。这种方法的通用名称是“Houillon”或“Hele-Shaw”技术。描述这种方法的ASTM标准是ASTM D7279。任何人考虑获得粘度计的常见问题是该方法如何与ASTM D 445（一种更广为人知的粘度方法）相比较。ASTM D 7279具有优异的重复性，为了获得相同的ASTM D445结果，需要标准补偿（在方法中详述）。对于专注于趋势变化的大多数用户，使用这种技术设计的实验室仪器具有极好的精度并超过机器状态监测要求。为了进行使用该技术的测量，移取0.2-0.8ml之间的少量油样品，并直接引入加热至所需温度的管中。 一次性移液管吸头用于最小化交叉污染。直流系统的一个关键优点是其高通量，每个浴槽可容纳多达4个管，并且所有测量并行，每小时25至45个样品是容易实现的。管的清洁是自动的，并且双溶剂选项可用于清洗难以清洁的较黑的油液样品。