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烏氏粘度計(jì)的常數(shù)如何標(biāo)定?

發(fā)布時(shí)間: 2025-07-15  點(diǎn)擊次數(shù): 61次
烏氏粘度計(jì)的常數(shù)(c)是衡量其毛細(xì)管特性的關(guān)鍵參數(shù),直接影響運(yùn)動(dòng)粘度計(jì)算的準(zhǔn)確性,需通過標(biāo)定確定。標(biāo)定原理是:用已知運(yùn)動(dòng)粘度的標(biāo)準(zhǔn)液(如標(biāo)準(zhǔn)粘度油)流經(jīng)粘度計(jì),測量其流經(jīng)時(shí)間,再根據(jù)公式反推常數(shù)(c = ν? / t?,其中 ν?為標(biāo)準(zhǔn)液的運(yùn)動(dòng)粘度,t?為標(biāo)準(zhǔn)液的流經(jīng)時(shí)間)。以下是詳細(xì)的標(biāo)定方法:

一、標(biāo)定前準(zhǔn)備

1. 儀器與材料

  • 標(biāo)準(zhǔn)液:選擇與待標(biāo)定粘度計(jì)適用范圍匹配的標(biāo)準(zhǔn)粘度油(如 GBW (E) 130001 系列,粘度范圍覆蓋 1-10000 mm2/s,不同溫度下的標(biāo)準(zhǔn)值需已知,如 20℃、40℃、100℃等)。

  • 輔助設(shè)備:恒溫槽(控溫精度 ±0.05℃)、秒表(精度 0.1s)、移液管(10mL 或 20mL)、吸球、脫脂棉、清洗溶劑(如石油醚、乙醇)、鑷子。

  • 待標(biāo)定物:烏氏粘度計(jì)(需潔凈、無破損,毛細(xì)管無堵塞或變形)。

2. 粘度計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)液預(yù)處理

  • 粘度計(jì)清洗:用溶劑沖洗內(nèi)壁 3 次,去除殘留雜質(zhì);再用熱空氣吹干(或烘箱低溫烘干),確保內(nèi)壁無液滴殘留,避免影響流速。

  • 標(biāo)準(zhǔn)液準(zhǔn)備:將標(biāo)準(zhǔn)粘度油充分搖勻,若有雜質(zhì)需經(jīng) 0.45μm 濾膜過濾,防止堵塞毛細(xì)管。

二、標(biāo)定步驟

1. 恒溫槽設(shè)置

  • 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)液的標(biāo)定溫度(如 20℃、40℃),將恒溫槽溫度調(diào)節(jié)至目標(biāo)值,開啟攪拌,待溫度穩(wěn)定(波動(dòng)≤±0.05℃)后,維持至少 30 分鐘。

2. 標(biāo)準(zhǔn)液注入與恒溫

  • 用移液管取規(guī)定體積(如 10mL,根據(jù)粘度計(jì)容量確定)的標(biāo)準(zhǔn)液,從烏氏粘度計(jì)的加注管緩慢注入,避免產(chǎn)生氣泡。

  • 將粘度計(jì)垂直固定在恒溫槽支架上,確保測定球(上下標(biāo)線之間的部分)完quan浸沒在恒溫介質(zhì)中,且粘度計(jì)垂直度偏差≤1°(可用水平儀校準(zhǔn))。

  • 讓標(biāo)準(zhǔn)液在恒溫槽中靜置 15-20 分鐘,確保其溫度與恒溫槽一致。

3. 流經(jīng)時(shí)間測定

  • 用吸球從粘度計(jì)支管緩慢吸氣,使標(biāo)準(zhǔn)液液面上升至上標(biāo)線以上約 5mm,松開吸球,讓液體自然流下。

  • 當(dāng)液面恰好到達(dá)上標(biāo)線時(shí),立即啟動(dòng)秒表;到達(dá)下標(biāo)線時(shí),停止秒表,記錄流經(jīng)時(shí)間 t?(精確至 0.1s)。

  • 重復(fù)測定至少 5 次(同一標(biāo)準(zhǔn)液、同一粘度計(jì)),每次測定前需重新將液面吸至標(biāo)線以上,確保流動(dòng)狀態(tài)一致。

4. 數(shù)據(jù)處理

  • 異常值剔除:若 5 次數(shù)據(jù)中存在明顯偏差(如超過平均值的 ±0.5%),需補(bǔ)測并剔除異常值(建議保留至少 4 次有效數(shù)據(jù))。
  • 計(jì)算平均時(shí)間:取有效數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值作為標(biāo)準(zhǔn)液的流經(jīng)時(shí)間 t?。
  • 計(jì)算粘度計(jì)常數(shù):根據(jù)公式 c = ν? / t?,其中 ν?為標(biāo)準(zhǔn)液在該溫度下的已知運(yùn)動(dòng)粘度(從標(biāo)準(zhǔn)液證書中獲?。?。
    示例:若 40℃時(shí)標(biāo)準(zhǔn)液的 ν?=100 mm2/s,5 次測定的平均時(shí)間 t?=80.5s,則該粘度計(jì)在 40℃時(shí)的常數(shù) c=100 / 80.5≈1.242 mm2/s2。

5. 多溫度點(diǎn)標(biāo)定(可選)

  • 若粘度計(jì)需在多個(gè)溫度下使用(如 20℃、40℃、100℃),需分別用對(duì)應(yīng)溫度的標(biāo)準(zhǔn)液重復(fù)上述步驟,得到不同溫度下的常數(shù)(同一粘度計(jì)的常數(shù)隨溫度略有變化,但通??珊雎?,或在高精度測試中單獨(dú)標(biāo)定)。

三、標(biāo)定有效性驗(yàn)證

  • 平行性檢查:同一標(biāo)準(zhǔn)液的多次測定時(shí)間極差應(yīng)≤0.5%,否則需重新清洗粘度計(jì)并重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

  • 重復(fù)性驗(yàn)證:用同一份標(biāo)準(zhǔn)液在不同時(shí)間(如間隔 1-2 天)重復(fù)標(biāo)定,兩次得到的常數(shù)偏差應(yīng)≤0.3%,確保結(jié)果可靠。

  • 證書備案:標(biāo)定完成后,需記錄粘度計(jì)編號(hào)、標(biāo)定溫度、標(biāo)準(zhǔn)液信息、平均時(shí)間、常數(shù)結(jié)果等,形成標(biāo)定證書,有效期通常為 1 年(或根據(jù)使用頻率縮短)。

四、注意事項(xiàng)

  • 粘度計(jì)狀態(tài):標(biāo)定前需檢查毛細(xì)管是否有磨損、彎曲或堵塞,若存在缺陷需更換后重新標(biāo)定。

  • 恒溫精度:溫度波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)液粘度變化,必須嚴(yán)格控制恒溫槽溫度,確保精度達(dá)標(biāo)。

  • 操作規(guī)范:注入標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)避免氣泡,測定時(shí)粘度計(jì)必須垂直,否則會(huì)導(dǎo)致時(shí)間測量偏差,影響常數(shù)準(zhǔn)確性。


通過以上方法,可準(zhǔn)確標(biāo)定烏氏粘度計(jì)的常數(shù),為運(yùn)動(dòng)粘度測定提供可靠基礎(chǔ)。標(biāo)定后的粘度計(jì)需定期復(fù)校(如每半年或使用頻繁時(shí)),確保數(shù)據(jù)有效性。


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