粘度计检定受什么因素影响?

 粘度是流体的重要物理性能,油漆、涂料、油品等样品均需要对粘度进行测量,一般采用粘度计进行测试。本文摘选自周丽娟的《粘度计检定影响因素分析与检定误差减少方法》,主要分享粘度计检定过程中会受什么因素的影响?

1、温度影响粘度计检定

牛顿内摩擦力与分子间的相互作用力有关,当温度升高时,分子热运动剧烈造成分子间距离增大,使得分子间的引力减少,牛顿内摩擦力也随之减小,故流体粘度与温度成负相关性。实验结果证明精制甲基硅油与精制石油的粘度变化率为:流体温度每变化 ±0. 1℃,精制甲基硅油粘度变化为 ±0. 2%,精制石油粘度变化为 ±0. 5%。

表 1 精制硅油粘度值与温度变化关系温度

粘度计检定受什么因素影响?配图1

从表 1 中可以看出,温度每变化1℃对精制硅油粘度会造成约 2% 的影响,且随着温度升高,粘度值成下降趋势,因此在粘度计检定过程中要严格地控制流体的温度,一般需要控制温度的偏差在±0.1℃ 以内,不然会对检定结果造成较大的影响。

2、粘度计存在缺陷

进行粘度计检定时仅仅进行一般外观检查是不够的,国内生产的毛细管粘度计均匀性和内径控制没有进口粘度计控制严格,标注为同一内径的两种粘度计,测量常数有时能差1 倍多,容易导致标准粘度物质选择不当,从而造成测量不确定度的增加。流出时间过快和过慢都不利于流出时间的测量。旋转粘度计除检查仪器名牌、计量器具生产许可证和使用电源外,还要检查仪器是否有损伤、锈蚀,仪器的水平调节装置应在正中位置,转子无变形、划痕,空转时指针应在零位。

3、粘度计清洗与操作不规范

在进行粘度计的检定之前要对粘度计进行清洗,清洗粘度计是一项烦琐的工作,但是粘度计清洗不到位对粘度计的检定结果影响很大。如果粘度计内壁残存一些杂质,将影响到被测样品的在粘度计中流动的阻力,直接对流出时间造成影响。在检定过程中经常遇到测量准确性或重复超差就是因为清洗不规范造成的,这时,重新清洗反而会大大增加工作量。旋转粘度计的转子和外筒也需要进行清洗,可以选择合适的有机溶剂进行清洗,切忌使用硬物进行刮擦,转子表面产生刮痕会造成测量数据不准确。

毛细管粘度计操作容易出现装液不规范、垂直度调节不到位、计时不准确和震动过大等不规范行为造成检定结果超差。毛细管粘度计检定流出时间与重力加速度和装液高度有关,对于同一检定地点重力加速度不变的情况下只与装液高度有关,如果装液高度大则会造成流出时间延长,对检定结果造成误差。因此,毛细管粘度计的检定要严格控制粘度标准物质的装液高度。如果毛细管粘度计倾斜造成重力加速度存在分量,也会导致流出时间延长。

表 2 毛细管粘度计倾斜造成检定误差

粘度计检定受什么因素影响?配图2

从表 2 中可以看出当倾斜角度为1°时 会 对乌氏、芬氏粘度计造成约0. 2%的误差,对平氏、逆流会造成约0. 5%的误差。检定要求配备分度值大于0.1s的电子秒表,且重复性检定结果应控制在0.05%范围以内,当粘度标准液的液面最低点与计时球相切瞬间时进行计时,需眼手配合,达到计时精准。毛细管粘度计检定装置要远离振动源,保证液体只受自然重力作用开始运动,在检定过程中不能碰撞检定装置以免干扰液体流动。

旋转粘度计检定工作中发现易出现测量容器不匹配、转子选择不当、转速设置不正确和转子浸入液体深度不标准等问题。旋转粘度计容器与转子应该相匹配,理论上外筒容器直径越大对测量影响越小,实际上要求外筒直径不得低于一定的尺寸,实验结果证明,当外筒直径低于一定尺寸时将明显造成测量误差增大。检定时要根据粘度标准值选择合适的转子,粘度值大的标准液选择 3、4号小体积转子,粘度值小的标准液选择1、2号大体积转子,产生的扭矩应控制在满量程 20%~90% 之间,且转子应置于被测液体中心的位置。然后,调整转速使转子匀速旋转,并使指针尽量在 50% 左右以降低检定误差,如果扭矩过大有可能对游丝造成损伤。注意检查转子表面和底部是否附着有气泡,如果存在气泡将会造成较大的检定误差。此外,还需注意部分欧美和日本进口的旋转粘度计供电频率为60Hz与我国的50Hz不一致,需要按照“实际粘度 = 指示粘度 × 名义频率 ÷ 实际频率”进行修正,否则会产生 20%的误差。

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