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最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。

    這些系統由非常精確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，操作者計算油通過最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，最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。由于要求最短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極好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最小化交叉污染。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。