CN209821012U

CN209821012U - 一种检测油料高温粘度的装置

Info

Publication number: CN209821012U
Application number: CN201920211520.5U
Authority: CN
Inventors: 姚婷; 李鹤; 胡建强; 杨宏伟; 孙秉康; 张猛
Original assignee: Huangshan University
Current assignee: Huangshan University
Priority date: 2019-02-19
Filing date: 2019-02-19
Publication date: 2019-12-20
Anticipated expiration: 2029-02-19

Abstract

本实用新型提供一种检测油料高温粘度的装置，所述装置包括测量管路系统、恒温浴系统和数据采集系统；所述恒温浴系统包括第一、二、三、四、五恒温炉，每个恒温炉中均设有浸没或埋没在恒温炉工作介质中的毛细螺旋管，所述测量管路系统包括恒流泵、截止阀、过滤器、背压阀、冷却装置和集液器，所述数据采集系统包括热电偶、压差送变器、数据采集器和工业控制计算机。本实用新型提供的检测油料高温粘度的装置，可以较可靠的获取油料高温粘度。

Description

一种检测油料高温粘度的装置

技术领域

本实用新型涉及油料检测技术领域，尤其涉及一种检测油料高温粘度的装置。

背景技术

油料检测又称油料化验，是对各种车用燃料、润滑油、润滑脂、汽车生产加工介质性能指标的检测。

粘度源于液体的内摩擦。油液受到外力作用而发生相对移动时，油分子之间产生的阻力，使油液无法进行顺利流动，其阻力大小称为粘度。粘度的度量方法分为绝对粘度和相对粘度两大类。其中绝对粘度分为动力粘度和运动粘度两种。运动粘度是润滑油的重要指标之一，如果粘度过大，会降低发电机功率，如果粘度过小，会增加机器磨损。它也是绝缘油重要指标之一，粘度越低变压器循环冷却效果越好。

现有的运动粘度检测仪，常用以下方法测定油品粘度：在严密控制和给定的温度下，定体积的油料在重力作用下从可替换的传动头下的粘度计有刻度的毛细管流下，测试出时间。运动粘度是测得的流动时间和粘度计的校准常数。

如公开号为CN206920280U的中国专利公开的“运动粘度测定仪”，包括恒温浴装置、控制系统、搅拌系统以及粘度测定装置，恒温浴装置包括玻璃内缸和玻璃外缸，玻璃内缸和玻璃外缸之间形成夹套层，恒温浴装置内设置有透明的保护罩，透明保护罩内设置有加热管和温度计，恒温浴装置的一侧设置有与夹套层连通的进气管，控制系统包括设置在恒温浴装置底部的控制箱、安装在恒温浴装置顶部的温度传感器，搅拌系统安装在恒温浴装置上并与控制箱连接，粘度测定装置包括设置在恒温浴装置顶部的固定架、以及通过固定架固定在恒温浴装置内的毛细管，毛细管为U型结构，且毛线管的两端均贯穿恒温浴装置的顶部。

液体在重力作用下流过玻璃毛细管的时间在不同的温度下是不同的，且粘度越大的产品这种差异越明显，所以要得到在某一特定温度下的运动粘度值，对其恒温浴的温度控制有极高要求。

我国通行的油品标准运动粘度测试只进行到100℃，对温度高于100℃(尤其是高于130℃)油品运动粘度，鉴于国内测试仪器的密封性能和高温下油品测试的重现性不好等问题，往往不能得到理想的测试结果。

事实上，100℃以上的机油运动粘度不仅仅表征本身的流动特性，还对柴油机的工况性能(柴油机机油温度一般都在100℃以上)有一定联系，如机油耗参数往往和机油的运动粘度、蒸发损失等参数成正比关系。所以研究100℃以上的机油运动粘度有着较重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种检测油料高温粘度的装置，可以较可靠的获取油料高温粘度。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种检测油料高温粘度的装置，包括测量管路系统、恒温浴系统和数据采集系统；所述恒温浴系统包括第一恒温炉、第二恒温炉、第三恒温炉、第四恒温炉和第五恒温炉，第一、二、三、四、五恒温炉的恒定温度分别设置为25℃、70℃、80℃、90℃、100℃；每个恒温炉中均设有浸没或埋没在恒温炉工作介质中的毛细螺旋管；所述测量管路系统包括恒流泵、截止阀、过滤器、背压阀、冷却装置和集液器，恒流泵将油料依次通过截止阀、过滤器，以恒定速度依次泵入第一、二、三、四、五恒温炉中的毛细螺旋管，再依次通过背压阀和冷却装置回收至集液器；所述数据采集系统包括热电偶、压差送变器、数据采集器和工业控制计算机；在每个恒温炉中，热电偶和压差送变器按以下方式设置：在毛细螺旋管的进口段设有第一引压管，在毛细螺旋管的出口段设置第二引压管和热电偶，第一引压管和第二引压管连接压差送变器；所述数据采集器连接各热电偶和压差送变器，所述工业控制计算机与所述数据采集器连接。

进一步的，各恒温炉均包括有外保温层、外筒、内保温层、内筒、加热盘管和搅拌棒，各加热盘管分别连接有温度控制仪。

进一步的，所述外保温层和内保温层均由PU树凝脂整体发泡保温棉缠绕而成。

进一步的，所述加热盘管设置在炉底，炉底上设有用于卡设加热盘管的卡槽。

进一步的，所述第一恒温炉为水浴炉，所述第二恒温炉、第三恒温炉、第四恒温炉和第五恒温炉为油浴炉。

进一步的，所述毛细螺旋管螺旋缠绕在直径为150mm的不锈钢金属圆柱上，所述不锈钢金属圆柱水平放置，所述毛细螺旋管进出口留有100mm的直管段。

进一步的，所述毛细螺旋管由316不锈钢材质加工成型，管长为3000mm，截面为圆形，名义内径为250μm，管径均匀。

采用上述技术方案后，本实用新型具有如下优点：

通过水和油料的压差对比关系得到油料在70℃、80℃、90℃、100℃下的运动粘度，再根据油料在70℃、80℃、90℃、100℃下的运动粘度推算得高温下油料的运动粘度，测试方法简单，测量精度高，解决了高温下油品测试的重现性不好的问题；通过水在70℃、80℃、90℃、100℃下的测量粘度值和理论粘度值的对比，得到油料测量粘度值的修正系数，进一步提高检测精度。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为实施例中检测油料高温粘度的装置的结构示意图。

图2为实施例中恒温炉的结构示意图。

图3为实施例中数据采集系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例，对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示，一种检测油料高温粘度的装置，包括测量管路系统、恒温浴系统和数据采集系统。

恒温浴系统包括第一恒温炉1、第二恒温炉2、第三恒温炉3、第四恒温炉4和第五恒温炉5。第一、二、三、四、五恒温炉的恒定温度分别设置为25℃、70℃、80℃、90℃、100℃。第一恒温炉1为水浴炉，第二恒温炉2、第三恒温炉3、第四恒温炉4、第五恒温炉5为油浴炉。

如图1、图2所示，各恒温炉均包括有外保温层6、外筒7、内保温层8、内筒9、加热盘管10和搅拌棒11。内外保温层均由PU树凝脂整体发泡保温棉缠绕而成。加热盘管10设置在炉底，炉底上设有用于卡设加热盘管10的卡槽，使加热盘管10与筒壁绝缘。各加热盘管10分别连接有温度控制仪。每个恒温炉中均设有浸没或埋没在恒温炉工作介质中的毛细螺旋管12。

本实施例中，毛细螺旋管12螺旋缠绕在直径为150mm的不锈钢金属圆柱上，不锈钢金属圆柱水平放置，毛细螺旋管12进出口留有100mm的直管段。

本实施例中，毛细螺旋管12由316不锈钢材质加工成型，管长为3000mm，截面为圆形，名义内径为250μm，管径均匀。

测量管路系统包括恒流泵13、截止阀14、过滤器15、背压阀16、冷却装置17和集液器18，恒流泵13将油料依次通过截止阀14、过滤器15，以恒定速度依次泵入第一、二、三、四、五恒温炉中的毛细螺旋管12，再依次通过背压阀16和冷却装置17回收至集液器18。

如图3所示，数据采集系统包括热电偶21、压差送变器22、数据采集器23和工业控制计算机24。在每个恒温炉中，热电偶21和压差送变器22按以下方式设置：在毛细螺旋管12的进口段设有第一引压管19，在毛细螺旋管12的出口段设置第二引压管20和热电偶21，第一引压管19和第二引压管20连接压差送变器22。热电偶21采用温度标定仪进行标定。数据采集器23连接各热电偶21和压差送变器22。工业控制计算机24与数据采集器23连接。

本实施例中，温度控制仪选用SHIMADEN日本导电温度控制仪FP23，型号为FP23-SDIV-000005G，为单输入、双输出调节，且可以自由输入量程，可输出4～20mA的电流信号，最大负载阻抗为600Ω，具有自整定、可编程定值和限定加热功率的上下限等功能。温度控制仪的控制规律为PID控制规律，即比例积分微分控制规律，是根据当前的温度与上一个控制周期的温度做比较，根据比例，积分，微分参数计算出当前的脉冲宽度，进行温度调节。

本实施例中，热电偶选用K型铠装热电偶。

本实施例中，压差送变器选用Rosemount3051CD压差送变器，量程为0-248kPa，测量精度为±0.075％。

本实施例中，数据采集器选用英国伦伯杰仪器公司研制的IMP分散式数据采集器，其型号为35951。

本实施例还提供一种基于上述检测油料高温粘度的装置的检测油料高温粘度的方法，包括如下步骤：

S1，通过温度控制仪将第一、二、三、四、五恒温炉的恒定温度分别设置为25℃、70℃、80℃、90℃、100℃，将第一、二、三、四、五恒温炉中的毛细螺旋管分别置于各恒温环境中；

S2，将水以预设的体积流量依次流经第一、二、三、四、五恒温炉中的毛细螺旋管，集液器中集水2min后，分别测量各毛细螺旋管两端压降：

S3，采用试验分析天平对集水2min后的集液器进行实时称重，得到水的质量流量

S4，查得水在25℃的理论粘度值计算得到水在70℃、80℃、90℃、100℃下的测量粘度值：

S5，查得水在70℃、80℃、90℃、100℃的理论粘度值，通过修正系数k对测量粘度值进行修正：

S6，保持第一、二、三、四、五恒温炉中的毛细螺旋管分别置于各恒温环境中，将被测油料以预设的体积流量依次流经第一、二、三、四、五恒温炉中的毛细螺旋管，集液器中集油料5min后，分别测量各毛细螺旋管两端压降：ΔP₁ ^CH、ΔP₂ ^CH、ΔP₃ ^CH、ΔP₄ ^CH、ΔP₅ ^CH；

S7，采用试验分析天平对集油料5min后的集液器进行实时承重，得到油料的质量流量Q^CH；

S8，根据下式计算得到油料在25℃的粘度值：

S9，计算得到油料在70℃、80℃、90℃、100℃下的测量粘度值：

S10，通过修正系数k对油料的测量粘度值进行修正：

S11，分别将及代入下式：

其中，T为t温度的热力学温标；a、b均为经验常数；

求得a₁、b₁，a₂、b₂，

计算得将得出的a、b值代入

S12，根据得到的公式计算温度T时的油料运动粘度。

除上述优选实施例外，本实用新型还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本实用新型作出各种改变和变形，只要不脱离本实用新型的精神，均应属于本实用新型所附权利要求所定义的范围。

Claims

1.一种检测油料高温粘度的装置，其特征在于，

包括测量管路系统、恒温浴系统和数据采集系统；

所述恒温浴系统包括第一恒温炉、第二恒温炉、第三恒温炉、第四恒温炉和第五恒温炉，第一、二、三、四、五恒温炉的恒定温度分别设置为25℃、70℃、80℃、90℃、100℃；

每个恒温炉中均设有浸没或埋没在恒温炉工作介质中的毛细螺旋管；

所述测量管路系统包括恒流泵、截止阀、过滤器、背压阀、冷却装置和集液器，恒流泵将油料依次通过截止阀、过滤器，以恒定速度依次泵入第一、二、三、四、五恒温炉中的毛细螺旋管，再依次通过背压阀和冷却装置回收至集液器；

所述数据采集系统包括热电偶、压差送变器、数据采集器和工业控制计算机；在每个恒温炉中，热电偶和压差送变器按以下方式设置：在毛细螺旋管的进口段设有第一引压管，在毛细螺旋管的出口段设置第二引压管和热电偶，第一引压管和第二引压管连接压差送变器；

所述数据采集器连接各热电偶和压差送变器，所述工业控制计算机与所述数据采集器连接。

2.根据权利要求1所述的检测油料高温粘度的装置，其特征在于，各恒温炉均包括有外保温层、外筒、内保温层、内筒、加热盘管和搅拌棒，各加热盘管分别连接有温度控制仪。

3.根据权利要求2所述的检测油料高温粘度的装置，其特征在于，所述外保温层和内保温层均由PU树凝脂整体发泡保温棉缠绕而成。

4.根据权利要求2所述的检测油料高温粘度的装置，其特征在于，所述加热盘管设置在炉底，炉底上设有用于卡设加热盘管的卡槽。

5.根据权利要求1所述的检测油料高温粘度的装置，其特征在于，所述第一恒温炉为水浴炉，所述第二恒温炉、第三恒温炉、第四恒温炉和第五恒温炉为油浴炉。

6.根据权利要求1所述的检测油料高温粘度的装置，其特征在于，所述毛细螺旋管螺旋缠绕在直径为150mm的不锈钢金属圆柱上，所述不锈钢金属圆柱水平放置，所述毛细螺旋管进出口留有100mm的直管段。

7.根据权利要求1所述的检测油料高温粘度的装置，其特征在于，所述毛细螺旋管由316不锈钢材质加工成型，管长为3000mm，截面为圆形，名义内径为250μm，管径均匀。