油液分析技術----粘度的測定方法

一、毛細管粘度計

   用于測量運動粘度的廣泛使用的技術是使用溫度控制的重力毛細管，對于單級油通常為0℃和多級油為40℃和100℃。使用毛細管粘度計的測量基于粘度和時間之間的關系。油粘度越大，在重力的影響下流過毛細管所需的時間越長。目前有幾種標準化毛細管正在使用。大多數實驗室儀器使用玻璃毛細管來進行粘度測量。運動粘度的現場測量的新進展是使用分離式鋁質毛細管。這些儀器設計為直流或反向流動毛細管。在直流毛細管中，樣品池位于測量標記下方。在逆流類型中，儲存器位于標記之上。反向流動毛細管（標號3）允許測試不透明液體，一些可以具有三個檢測傳感器。具有三個傳感器提供兩個隨后的流動時間并且提高測量可重復性。下圖顯示了不同類型的毛細管。

    1-Ostwald: 奧氏粘度管適用于測定低粘滯性液體的相對粘度，奧氏粘度計的操方法與烏氏粘度計類似。
    2-Ubbelohde: 烏式粘度管適用于測定透明牛頓液體的運動粘度，根據ASTM D 446標準。
    3-Cannon-Fenske：芬斯克粘度管用于測量運動粘度的透明牛頓液體，特別是石油產品或潤滑劑，根據ASTM D 445和ISO 3104標準。
    4-Houillon：侯式粘度管，根據ASTM D7279-2014標準使用自動Houillon粘度計測定透明和不透明液體運動粘度的標準試驗方法。

    這些系統由非常的溫度控制浴槽組成，其中直流毛細管浸入其中。將通常為10ml的油樣品吸入管中，直到其到達起點。然后釋放吸力，并且油通過重力流過管的受控毛細管部分。在管上可見兩個或三個標記。操作者在油通過起始點時觀察油的彎液面。此時，操作者計算油通過終標記需要多長時間。選用合適的管來開展檢測，能夠將測試時間控制到200秒左右來完成。這使得手動計時更容易。ASTMD445是運動粘度測量的一種標準方法，初是為手動方法編寫的。與自動版本相比，手動系統的優點是相對便宜。由于要求短200秒的測試時間，所以它相當準確。對于不同粘度范圍的油，需要不同的管以保持測試時間要求，并且對于這種手動系統，更換管子則是相當容易的。
    這種系統的缺點是測試緩慢并且勞動密集，并且在測試之后，管必須手動清潔。

二、自動改良的烏式粘度計

   實驗室的常用系統是自動改良的烏氏粘度計方法。將10ml瓶放置在小的轉盤架中。 系統按照手動方法將油吸至管內，所有任務由計算機程序控制。該系統不需要操作者對油液的流動進行監視和計時。通過自動化，系統保持手動系統的精度，省去了定時和管道清潔的工作。
    系統可以配備雙溶劑選項，用于清洗難以清潔的較黑的油液樣品。
    這種系統的缺點是它仍然很慢。對于這樣的系統，通常使用有10個位置的轉盤可以實現每小時12個樣本的測量。系統中的兩個管通常固定在適當位置，因此它們不太靈活。每次測量需要相當量的溶劑來清潔管（每個樣品高達15ml）和5ml油樣。
    這些系統優先用于在用狀態監測，因為它們更適合于不透明流體，并且實驗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。描述這種方法的ASTM標準是ASTM D7279。任何人考慮獲得粘度計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具有優異的重復性，為了獲得相同的ASTM D445結果，需要標準補償（在方法中詳述）。對于專注于趨勢變化的大多數用戶，使用這種技術設計的實驗室儀器具有*的精度并超過機器狀態監測要求。為了進行使用該技術的測量，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小化交叉污染。直流系統的一個關鍵優點是其高通量，每個浴槽可容納多達4個管，并且所有測量并行，每小時25至45個樣品是容易實現的。管的清潔是自動的，并且雙溶劑選項可用于清洗難以清潔的較黑的油液樣品。