新型全自动毛细管式粘度测量系统的设计
朱震钧,王明时
(天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津300072)
摘要: 叙述一种基于毛细管法的新型全自动粘度测量系统,该系统采用双气室气路结构,通过89C52单片机系统控制恒温、自动检测、计算,可用于工业现场实时测量。
关键词: 粘度;测量;毛细管法;单片机
中图分类号:TH836 文献标识码:A 文章编号:100023932(2001)0320054204
1 引 言
粘度是表征流体性质的一项重要参数,粘度
测量广泛应用于石油、化工、油脂、涂料、油墨、食
品和制药等工业部门,对生产环节的质量控制以
及最终产品的性能评定起着决定作用。在各种粘
度测量方法中,毛细管法因其精度高,结构简单一
直受到重视,传统的毛细管粘度计仍然是目前计
量部门标定标准粘度的唯一仪器。然而,这种粘
度计由于其自重式结构,测量对象局限于牛顿流体;且对测量环境要求严格,并需要大型恒温辅助装置,应用多局限于工厂的检验室;
其测量过程为手工操作,过程繁琐,对测得的数据还要做大量的运算处理。纵观目前国内各行业中粘度计使用状况,普遍比较落后,在其它的理化参数广泛应用先进自动化设备的状况下,粘度测量仪器仍停留在50～60年代的水平[1,2],因此,我们提出并申报了机械部“九?五”攻关项目———工业流体实时粘度测量仪。
本文阐述了一种基于毛细管法的全自动粘度测量系统,它采用独特的气路设计完成自动采样,并可调节毛细管两端的压差,实现对非牛顿流体的测量。通过89C52单片机系统控制,无需测试者介入即可实现自动测量。仪器还具有恒温控制(精度0.25℃)功能,整个系统采用蓄电池供电,使其可用于工业现场。在天津计量所对仪器做的测试实验表明,该仪器具有较高的精度和良好的重复性。
2 测量原理
如图1所示,毛细管长度为L,内径为R,管中充满待测粘性流体,在压力的作用下沿毛细管流动。根据哈根2泊肃叶定理[3],如果以下条件满足:
(1)压力与粘性力平衡,流体作匀速定常流动;
(2)管壁处流体无滑动,r=R时,流速u=0;
(3)毛细管有足够大的长径比,可忽略端口区流动的影响。
图1 毛细管
流体的动力粘度μ可表示为:
μ=
πR4ΔP
8QL
(1)式中:
ΔP———毛细管两端面的压力差;
Q———单位时间通过毛细管端面的流体体积。
由于流体作匀速定常流动,所以有:
Q=V/T
式中:
V———流过毛细管的流体总体积;
T———流动时间。
收稿日期:2000-11-20
基金项目:国家“九?五”重点科技攻关计划新产品开发项目基金资助,合同编号962748202201214。
检测与控制装置 化工自动化及仪表,2001,28(3):54～57
C ontrol and Instruments in Chemical Industry
代入(1)式,有:
μ=
πR 48L ?ΔP ?T V =K ?
ΔPT
V
(2)式(2)中K 仅与毛细管的长度和半径有关。通过测量ΔP 、V 和T ,就可以根据式(2)计算出流体粘度。值得指出的是,传统的毛细管粘度计采用自重式结构,所以ΔP =ρgL (ρ为被测流体密度),由于ρ和L 在特定的测量条件下为定值,即ΔP 不可改变。因此传统的毛细管粘度计只能测量牛顿流体粘度。对于非牛顿流体,需要改变ΔP ,测量相应的V 和T 。其计算方法非本文重点,此处从略,可参见文献[4
,5]。
3 系统设计
据上述对测量原理的阐述可知,粘度测量实际转化为对流体体积、流动时间和驱动压力的测量。另外,因为流体粘度会随环境温度变化而发生显著改变,所以要保证测量精度,必须进行恒温控制。测量系统的设计围绕这些要点进行。3.1 粘度传感器,气路系统与P ,V ,T 测量
粘度传感器与气路系统的设计如图2所示。粘度传感器是二次传感器,它由毛细管、采样室、电加热片、半导体致冷片、温度传感器等部件组成,与气路系统相结合,完成对P 、V 、T 的自动测量,间接测出粘度。
图2 粘度传感器与气路系统设计
3.1.1 体积V 的测量整个气路系统由采样室、气室1、气室2、电磁阀、气泵等构成,其中,流体体积的计算与采样室体积和气室1的体积有关。测量过程如下:给气
室1置一定负压(小于大气压P 0),然后开启采样室与气室1间的电磁阀1,被测流体在大气压作用下经毛细管流入采样室,使气室1中气压发生变化,当达到一定值后,关闭电磁阀1,采样体积与气室1在采样前后的压力关系为:
V =
(P 2-P 1)V 2-ρgLV 1
P 0-ρgL
(3)
式中:
P 2———采样末压力;P 1———采样前压力;V 1———采样室体积;V 2———气室1体积;
ρ———被测流体密度;
L ———毛细管长度;g ———重力加速度;P 0———大气压。
这样将体积测定转化为V 2中气体压力的精确测量。
3.1.2 流动时间的测定
采样完成后,对采样室中的被测流体进行恒温控制,使其达到预定温度。然后给气室2和气室3的连通体加正压,当达到预定压力后,开电磁阀1,流体沿毛细管流出采样室,此时开始计时,开始阶段,气室1中的气压基本不变,当全部流体流出毛细管的时候,气压会产生跳变。合理选择采样间隔,就能够精确地检测到压力跳变点,实现对流动时间的精确测量。
图3为一次实测的采样值与采样点的关系图,采样间隔为0.01s ,根据图3所示可知,压力突变产生在1572～1573次采样之间,相应的流
?
55?第3期 朱震钧等.新型全自动毛细管式粘度测量系统的设计
动时间为15.2s ,误差在0.01s 以内。采样间隔
通过单片机的定时中断来控制,可达到很高的计时精度
。
图3 压力值随采样点的变化
3.1.3 双气室结构
气路中采用了双气室结构,气室2的体积远大于气室1的体积,两个气室可由电磁阀控制其连通、断开,这样的设计主要出于以下考虑:
(1)采样过程,根据式(3),气室1中采样前后压力变化为(忽略流体自重):
P 2-P 1=P 0
V
V 2≈P 0V 1V 2
(4)
采样体积V 可以认为等于采样室体积V 1,为
了减小压力检测的相对误差,应尽可能使P 2-P 1值增大,所以V 2不能过大,应与V 1接近。
(2)测量过程要求气室1、2连通体的体积远大于采样室体积,这样在二者连通后,才能使气压不随流体排出发生显著变化,保证毛细管两端压力差恒定。3.1.4 温控系统
恒温控制由电加热片、半导体致冷片和温度传感器的闭环控制实现,采用查表方法来矫正传感器的非线性误差,经标定后,温控系统误差在-10～60℃之间可达到±0.25℃。由于采样室体积很小(1.5ml 左右),所以采用蓄电池即可驱动该温控系统。3.2 测控系统的硬件设计
测控系统以89C52单片机为核心,图4所示为系统原理框图。
AT 89C52Flash 单片机内部有8kB Flash ROM ,可以作为程序存储器,便于对程序做修改。系统扩展了8kB 的RAM ,
用于存放采样数据。此外还有一片1kB 的电可擦除SROM ,在系统掉电后数据不会丢失,电可擦除SROM 用来存放系统参数和测量结果。
为了使系统具有友好的用户界面,采用128×64点阵式液晶作为显示元件,在测量过程中,显示提示信息,系统还可外接PP40打印机,打印测量报告。
另外,由于压力和温度均为缓变信号,对采样率要求不高,所以采用8端口的12位逐次比较式串行A/D 转换芯片MAX186。
由于有电磁阀、气泵、电热片等外部设备,所以采用82C55扩展了I/O 端口,采用光电隔离,将控制系统电源和外部设备的供电电源隔离,提高
了安全性。82C55的端口C 驱动一个4×4的行
列键盘,用于外部控制以及系统参数的输入。
图4 控制系统硬件框图
3.3 系统软件的设计
根据测量要求和硬件系统的特点,编制了粘度测量系统软件。该软件的主要功能包括:①完
成对硬件系统的支持;②通过人机对话方式完成仪器参数的设置;③对传感器输出信号的采样;④对各种运算函数的调用以实现对采样数据的处理,对粘度值的计算;⑤调用字库在液晶屏显示;⑥驱动微型打印机。图5为程序流程图。
图5中,初始化过程包括设置堆栈指针,选择定时器工作方式,置定时器初始值,设置中断优先级,置标志位初值,设置82C55端口,寄存器定义,运算常数赋初值给内部寄存器等。
系统自检主要检验气路系统的气密性和外部设备驱动电路是否工作正常。4 结束语
?
65? 化工自动化及仪表 第28卷
仪器安装调试完成后,在天津市计量所对仪器进行了性能测试实验。测量对象为标准粘度油,样品编号为G BW13601～G BW13609。对各标号粘度油的测量结果表明,该系统精度误差小于
1%。该仪器已通过机械部“九?五”攻关项目鉴定
。
图5 系统软件流程
[参考文献]
[1] 粘度计综述[J ].仪器与未来,1993,3.
[2] 李桂芬,等.数显式流体粘度计的研制[J ].电子与自动化,
1996,3.
[3] 陈惠钊.粘度测量[M].中国计量出版社,1994,6.
[4] 川田裕郎.粘度[M].计量出版社,1981,3.
[5] 朱震钧.粘度测量方法与粘度测量仪器的研究[A ].天津大
学博士学位论文[C],2000,7.
[6] 余永权.Atmel89系列单片微型计算机[M].电子工业出版
社,1997,1.
Design of a N ew K ind of Autom atic C apillary Viscometer
ZH U Zhen 2jun ,W ANG Ming 2shi
(College o f Precision Instrument &Opto 2electronics Engineering ,Tianjin Univer sity ,Tianjin 300072,China )
Abstract :In this article ,a new kind of viscometer based on capillary method was proposed.D ouble 2air 2chamber structure was adopted in the design of measurement system.Through the control with 89C52single chip process or system ,constant tem perature control and automatic measurement of the fluid viscosity was fulfilled.The viscometer could be used in industrial field.
K ey w ords :viscosity ;measure ;capillary method ;single 2chip process or
?
75?第3期 朱震钧等.新型全自动毛细管式粘度测量系统的设计
工作毛细管粘度计试卷（A） 单位姓名考号 一.填空题: （每题2分） 1.塑性液体是具有(屈服)应力的流体其粘度ηb称为(塑性粘度)。 2.泊氏公式中的动能修正系数m与(雷诺数)及毛细管管端状。 3.流体在毛细管中作层流流动时，在(管壁)处流速最小，在(管轴) 流速最大 4.用乌氏毛细管粘度计测量液体粘度时，当液体吸至缓冲球C之 后，应该先开(主)管，再开(侧)管。 5.液体与气体具有粘性的原因分别是(分子引力)(动量传递)。 二.选择题: （每题5分） 1. 粘性流体在毛细管中流动时（2）处流速最大。 (1) 管壁(2) 管轴(3)R/2 (4)2R/3 2.当流层间的接触面积增大时( 3)加大。 (1)运动粘度(2)动力粘度(3)粘性力(4)剪切速率 3. ( 1 )毛细管粘度计的倾斜影响最小。 (1)乌式(2)平式(3)芬式(4)逆流 三.问答题: （每题10分） 1.牛顿流体及非牛顿流体粘度与哪些因素有关? 解答:(a)牛顿流体的粘度与温度及压力有关 (b)非牛顿流体的粘度与温度、压力、剪切速率有关, 有些还与剪切时间有关。
2. 试说明毛细管粘度计常数C（=πR4gh/gVL）中的g及h在什 么情况下不是常数。 解答：（a）当检定与使用粘度计的地点的重力加速度不同，g不是常数； （b）当粘度计倾斜时，液柱高度发生变化，h不是常数； （c）当装液量不同，h不是常数（乌氏粘度计除外）； （d）当装液温度与实验温度不准（不同），h不是常数（乌氏粘度计除外）； （e）当标准液与被测液的σ/ρ值不同，h可能不同。 3.请列出检定毛细管、落球、旋转、恩氏粘度计及二级标准液 定值时恒温槽温度波动不得大于多少? 解答:检定毛细管粘度计及二级标准液定值时,槽温波动分别不得大于±0.01℃、±0.1℃、±0.1℃、±0.1℃、 ±0.01℃ 四.计算题: （每题15分） 1.用20℃时粘度分别为10.33mm2/s及19.87mm2/s 标准液,检定内径为0.78mm的逆流粘度计时.其流动时间为: 标准液1 标准液2 291.1s 556.1s 291.5s 556.1s 请计算￣t1，￣t2，C1，C2，￣C(保留4位有效数字)及Δt1，Δt2，ΔC(保留2位有效数字)。
解析运动粘度测试仪原理以及功能原理 运动粘度测试仪又称运动粘度测定仪,运动粘度测定器,全自动运动粘度测定仪是测量透明或不透明流体运动粘度的全自动化测试仪器。 原理 本仪器是根据国家标准《GB/T265-88石油产品运动粘度测定法》设计制造的专用测试仪器，适用于测定液体石油产品的运动粘度。仪器具有计时试样运动时间，自动计算运动粘度的最终结果。本方法适用于测定液体石油产品(指牛顿液体)的运动粘度，方法是在某一恒定温度下，测定一定体积的液体在重力流过一个标定好的玻璃毛细管粘度计的时间，粘度计的毛细管常数与流动时间的乘积，即为该温度下液体的运动粘度。动力粘度可由测得的运动粘度乘以液体在当前温度的密度所得。 功能与特点 液晶屏幕，汉字显示，清晰明了，操作简便； 键盘设定粘度计常数、控制温度值、微调温度值、试验次数等参数，仪器具有参数记忆功能； 采用进口传感器，数字PID控温技术，控温范围宽，控温精度高； 不掉电日历时钟，开机自动显示当前时间； 网络通讯，遥控、汇表可选功能； 试验次数1-6次可调，方便您的试验； 试验记录可保存，方便以后查看。 本公司主营不锈钢采水器，罐底焊缝真空检测盒，读数仪，八级空气微生物采样器，双波长扫描仪，涂层测厚仪，土壤粉碎机，钢化玻璃表面平整度测试仪，腐蚀率仪，凝固点测试仪，水质检测仪，涂层测厚仪，涂层测厚仪，土壤粉碎机，数显式温度计，气体采样泵，陶瓷抗冲击试验机，全自动结晶点测试仪，药物凝固点测试仪，干簧管测试仪，恒温水浴箱，汽油根转，气体采样泵，钢化玻璃测试仪，水质检测仪，PM2.5测试仪，应变控制三轴仪，牛奶体细胞检测仪，氦气浓度检测仪，土壤水分电导率测试仪，场强仪，采集箱，透色比测定仪，毛细吸水时间测定仪，氧化还原电位计测振仪，一氧化碳二氧化碳检测仪，CO2分析仪，示波极谱仪，黏泥含量测试仪，汽车启动电源，自动电位滴定仪，便携式测温仪，氧化锆分析仪，干簧管测试仪，
摘要 在现代工业生产过程中，常常需要测量很多不同的位移量。与此同时对位移量进行较为精确地检测，是提高控制精度的基础。因此之前所普遍采用的传统位移测量装置已经不能适应时代发展的潮流。在此情况下通过科研人员的不断努力终于研制出了数字式光电编码器,它的输入量是角位移量其输出量是相应的电脉冲,并且它有体积小，精度高的优点。故而，这次毕业设计选用的是光电编码器。 本次毕业设计是以AT89C51单片机为核心，用光电编码器来实现对位移量的精确测量，再将测量结果显示在LCD液晶显示器上。其中本次设计中所选用的是输出电压为5V的光电编码器。 本文由浅入深先介绍了一些关于位移测量的基本原理，进而阐述了各个模块的设计思路，工作过程以及显示效果。本文借鉴了一些当前较为流行的设计思想，例如硬件软件化，很好的满足了设计要求。 关键词：位移，测量，光电编码器，单片机，LCD显示器
Abstract In the control field, a variety of displacement measurements often need to be carried out. In actual industry position control domain, to increase the control precision, carries on the examination to the controlled member is accurately very important.The traditional machinery survey displacement installs has not been able to satisfy the modern production by far the need, but the digital sensor electro-optic encoder, can transform the angular displacement into with it correspondence electricity pulse output, mainly uses in the mechanical position and the velocity of whirl examination, has the precision to be high, volume small and so on characteristics, therefore this design decided that uses the electro-optical encoder to carry on the displacement to examine. This design to use the electro-optical encoder to realize the displacement survey and the simulation, realizes the survey from the exterior different displacement value and the demonstration. Makes concrete using at89C51 monolithic integrated circuit is the core, the electro-optical encoder carries on the displacement to survey, simultaneously by LCD liquid crystal display module demonstration. This design uses the electro-optical encoder output voltage is 5V, the output signal after four doubling circuit processing sends in the monolithic integrated circuit to carry on counting processing, finally sends in the LCD module demonstration. In this paper, detailed working process of displacement measurement system is started with principle of displacement measurement, and hardware circuit design and display. This paper has absorbed the idea of hardware and software to achieve with the subject required functionality. Key words:The displacement surveys, electro-optical encoder, microcontroller, LCD display module
毛细管粘度计检定误差影响因素分析及探讨 摘要：本文通过分析影响毛细管粘度计检定过程中产生误差的主要影响因素，提出降低检定误差的主要途径，从而为提高检定精度，获得正确的测量结果提供帮助。 关键词：毛细管粘度计检定途径 1 引言 毛细管粘度计的常数检定与很多因素有关，特别是温度影响、装液误差影响、装液温度与检定温度不一致造成的影响、垂直度影响、计时误差影响、震动影响等。本文将通过讨论影响检定误差的主要因素，寻找提高检定精度的途径，以获得正确的测量结果。 2 影响毛细管粘度计检定的主要因素研究 2.1 温度因素的影响 我们一般选用相对法来检定工作毛细管粘度计的常数。所以我们只要测量一定体积的标准粘度液流经毛细管的时间t，就可求得粘度计的常数。众所周知粘度与温度的关系非常密切，温度是影响标准粘度液值的重要因素。由于液体分子间距离小，分子热运动不如气体剧烈，其内摩擦主要是由分子引力引起的。当温度升高时，分子间距离加大，引力减小，内摩擦也随之减小，故液体粘度随温度的升高而减少。我们检定用的标准粘度液主要是精制石油和精制甲基硅油。实验证明当温度变化±0.1℃时，石油粘度变化±0.5%，硅油粘度变化±0.2%。所以温度变化将直接影响毛细管常数测定的准确性。 2.2 装液误差的影响 我们从泊肃叶公式可知，液体在粘度计中流动的快慢除与常数项有关外，还与两个量有关：一是重力加速度g，在g大的地点测得的流动时间t会偏小，在g小的地方则结果相反，但如果标准液定值和粘度计常数测定在同一地方则没有影响；另一个就是h（即上、下液面间的垂直距离），如果装液多了，h就小，流动就慢，装液少了h就大，流动就快，而流动时间直接影响粘度计常数测定的准确性。这就要求我们熟知规程中有关平氏、乌氏、芬氏、逆流粘度计的装液规则，并熟练掌握操作程序。 2.3 垂直度调节误差的影响 实际检定工作中，由于缺乏责任心和经验及视觉误差等一些主观因素，往往会造成垂直度调节失误，带来倾斜误差。
毛细管法测粘度 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
毛细管法测定粘度 测定原理：在一定温度下，当液体在直立的毛细管中，以完全湿润管壁的状态流动时，其运动粘度与流动时间成正比。测定时，用已知运动粘度的液体作标准，测量其从毛细管粘度计流出的时间，再测量试样自同一粘度计流出的时间，则可计算出试样的粘度。 测定仪器：毛细管粘度计 仪器、试剂与试样 1、仪器毛细管粘度计、恒温浴、温度计、秒表 2、试剂恒温浴液、乙醇、铬酸洗液、石油醚 3、试样机油或其他石油产品 实验步骤 1）选取毛细管粘度计并洗净取一支适当内径的毛细管粘度计，用轻质汽油或石油醚洗涤干净。 2）装标准试样在支管6处接一橡皮管，用软木塞塞住管身7的管口，倒转粘度计，将管身4的管口插入盛有标准试样（20℃蒸馏水）的小烧杯中，通过连接支管的橡皮管用洗耳球将标准样吸至标线b处，然后捏紧橡皮管，取出粘度计，倒转过来，擦干管壁，并取下橡皮管。 3）将橡皮管移至管身4的管口，使粘度计直立于恒温浴中，使其管身下部浸入浴液。在粘度计旁边放一支温度计，使其水银泡怀毛细管的中心在同一水平线上。恒温浴内温度调至20℃，在此温度保持10min以上。 4）用洗耳球将标准样吸至标线a以上少许，停止抽吸，使液体自由流下，注意观察液面，当液面至标线a，启动秒表；当液面至标线b，按停秒表。记下由a至b的时间，重复测定4次，各 标。 次偏差不得超过0.5%，取不少于三次的流动时间的平均值作为标准样的流出时间τ 20 5）倾出粘度计中的标准样，洗净并干燥粘度计，用同粘度计按上述同样的操作测量试样的流样。 出时间τ 20 五、数据记录与处理 t t t t 计算过程： 六、注意事项 1）测定过程中必须调整恒温浴的温度为规定的测定温度； 2）测定前试液和毛细管粘度计均应准确恒温，并保持一定的时间。在恒温器中粘度计放置的时间为：在20℃时，放置10min；在50℃时，放置15min；在100℃时，放置20min； 3）试液中不能有气泡。
石油产品运动粘度测定 1、石油产品运动粘度测定原理 石油产品运动粘度测定按GB/T265—88法进行。这个方法采用玻璃毛细管粘度计法测定运动粘度，所测定的液体必须是符合牛顿内摩擦定律的流体，即牛顿流体，其测定原理是根据泊塞耳方程：式中η—油品的运动粘度，Pa·ｓ； ｒ—毛细管半径，ｍ； Ｖ—在时间τ内从毛细管流出的试样体积，ｍ3； Ｌ—毛细管长度，ｍ； τ—试样流出Ｖ体积所需的时间，ｓ； p—试样流动所受的压力，即毛细管两端的压力差。 如果试样流动所受的压力p用油柱静压ｈ·ρ·g表示，则上式可变为： 式中ｈ—液柱高度，ｍ；转载于无忧论文网https://www.doczj.com/doc/0712720215.html, ρ—液柱密度，ｇ/ｍ3； ｇ—重力加速度，ｍ/ｓ2。 因为运动粘度，再将动力粘度换为运动粘度，则运动粘度公式为：式中—运动粘度，m2/s。 对于指定的毛细管粘度计来说，其直径、长度和液柱高度都是常数，则毛细管常数Ｃ为： 由此看出，毛细管常数仅与粘度计的几何形状有关，而与测定温
度无关。这样就得到测定液体运动粘度的公式：ν=Ｃ·τ 如果温度为ｔ℃，则测定温度为ｔ℃时的运动粘度就可表示为:νｔ=Ｃ·τｔ 2、测定石油产品运动粘度所需的仪器和试剂 2.1仪器 （1）玻璃毛细管粘度计：应符合SH0173—92《玻璃毛细管粘度计技术条件》的要求，且每支粘度计必须按JJD115—79《工作毛细管粘度计检定规程》进行检定并确定常数， （2）玻璃水银温度计：应符合GB541《石油产品试验用液体温度计技术条件》，分格为0.1℃，且定期进行检定。 （3）恒温浴：带有透明玻璃或装有观察孔的恒温浴，其高度不小于200ｍｍ，容积不小于2Ｌ，并且附设自动搅拌装置以及能准确地调节温度的电热装置，而且温度能恒定到±0.1℃。以常用水作为恒温液体，根据油品要求不同，温度可以定为50℃、40℃、30℃、20℃。 （4）秒表：刻度为0.1ｓ,且定期进行检定。 （5）吸耳球。 2.2试剂 （1）溶剂油：符合SH0004《工业溶剂油》要求。 影响石油产品运动粘度测定因素的分析 摘要：论述了石油产品运动粘度的测定原理以及所需的仪器和试剂，分析了在测定石油产品运动粘度时，由于毛细管粘度计、水银温
课程设计报告 题目：基于STM32的LVDT位移测量系统设计 姓名：余樾 班级：09011301 学号：2013302132 西北工业大学自动化学院
基于STM32的LVDT位移测量系统设计任务书 1．设计目的与要求 设计一个基于STM32控制器的LVDT数字测量系统设计，要求认真并准确地理解有关要求，按组完成系统设计，具体设计要求如下： （1）对流体传动管道中的压力进行，测温范围及精度：38mm，0.5%。 （2）LVDT信号的调制与解调，测量数据存储功能，掉电不丢失； （3）4位八段码实时数据显示； （4）通过RS232通信接口与上位机进行数据通信； （5）功能按键、指示灯和蜂鸣器报警。 2．设计内容 （1）查阅资料，熟悉设计内容； （2）根据设计要求选择传感器，确定系统方案和主控芯片； （3）根据系统方案分别设计单元电路；确定元器件及元件参数； （4）画出电路原理图，正确使用逻辑关系。 3．编写设计报告 写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，并写出心得体会。
目录 1. 引言 (1) 2. 设计方案 (2) 2.1. 任务分析 (2) 2.2. 设计思路 (2) 3. 详细设计 (3) 3.1. 主控制器模块 (3) 3.1.1. 微处理器电路 (3) 3.1.2. 电源模块 (5) 3.1.3. JTAG/SWD电路 (5) 3.2. LVDT传感器的测量原理与电路设计 (6) 3.2.1. LVDT传感器的测量原理 (6) 3.2.2. LVDT传感器电路的设计 (6) 3.3. 显示模块 (9) 3.4. 串口通信模块 (10) 3.5. 存储模块 (10) 4. 总结与体会（不宜过长） (11) 附录1 MAX7219 (14) 附录2 I2C总线 (16)
毛细管法测定粘度 测定原理：在一定温度下，当液体在直立的毛细管中，以完全湿润管壁的状态流动时，其运动粘度与流动时间成正比。测定时，用已知运动粘度的液体作标准，测量其从毛细管粘度计流出的时间，再测量试样自同一粘度计流出的时间，则可计算出试样的粘度。 测定仪器：毛细管粘度计 仪器、试剂与试样 1仪器毛细管粘度计、恒温浴、温度计、秒表 2、试剂恒温浴液、乙醇、铬酸洗液、石油醚 3、试样机油或其他石油产品 实验步骤 1）选取毛细管粘度计并洗净取一支适当内径的毛细管粘度计，用轻质汽油或石油醚洗涤干净。 2）装标准试样在支管6处接一橡皮管，用软木塞塞住管身 7的管口，倒转粘度计，将管身 4的管口插入盛有标准试样（20C蒸馏水）的小烧杯中，通过连接支管的橡皮管用洗耳球将标准样吸至标线b 处，然后捏紧橡皮管，取出粘度计，倒转过来，擦干管壁，并取下橡皮管。 3）将橡皮管移至管身4的管口，使粘度计直立于恒温浴中，使其管身下部浸入浴液。在粘度 计旁边放一支温度计，使其水银泡怀毛细管的中心在同一水平线上。恒温浴内温度调至20C，在 此温度保持10min以上。 4）用洗耳球将标准样吸至标线 a以上少许，停止抽吸，使液体自由流下，注意观察液面，当 液面至标线a，启动秒表；当液面至标线 b，按停秒表。记下由a至b的时间，重复测定4次，各次偏差不得超过0.5%,取不少于三次的流动时间的平均值作为标准样的流出时间T o标。 5）倾出粘度计中的标准样，洗净并干燥粘度计，用同粘度计按上述同样的操作测量试样的流出时间T0样。 五、数据记录与处理 1、记录表格 计算公式：V样=K xT （V标/ T标） 计算过程： 六、注意事项 1）测定过程中必须调整恒温浴的温度为规定的测定温度； 2）测定前试液和毛细管粘度计均应准确恒温，并保持一定的时间。在恒温器中粘度计放置的时间为：在20C时，放置10min；在50C时，放置15min；在100C时，放置20min； 3）试液中不能有气泡。
工作毛细管粘度计试卷（C） 单位姓名考号 一.填空题: （每题2分） 1.流体在毛细管中作层流流动时，在(管壁)处流速最小，在(管轴) 流速最大 2.一般的毛细管粘度计中，（乌式）粘度计和（芬氏）粘度计的倾 斜误差比较小。 3.标准毛细管粘度计的检定周期为（4）年，工作毛细管粘度计的 检定周期为（2）年。 4.（逆流）粘度计最适合不透明液体的粘度计测量。 5.对于毛细管粘度计，剪切速率的表达式为（dv/dr） 二.选择题: （每题5分） 1.在不同地区用毛细管粘度计测量粘度时，需作重力加速度修正， 是因为不同地区（4）不同。 (1)纬度(2)经度(3)海拔高度(4)重力加速度 2.（1）毛细管粘度计不存在装液误差，也不受装液温度与试验温 度不同的影响。 (1)乌氏(2)平氏(3)芬氏(4)逆流 3. 检定工作毛细管粘度计时，装完标准液的粘度计必须在恒温槽 中恒温（2）min以上方可进行测定。 (1) 20 (2) 15 (3)30 (4)60
三.问答题: （每题10分） 1. 请说明用毛细管法测量粘度时需要进行重力加速度修正的原 因及修正方法。 解答：（a）在重力加速度不同的地区测量粘度时，由于g不同，所以粘度计常数c也不同。 在粘度计检定地点C检=πR4g检h/g8VL 在粘度计使用地点C用=πR4g用h/g8VL 因为，如果g检≠g用，则C检≠C用，就需要修正。使 用粘度计时应把C检换成C用。 （b）修正方法C用=C检×g用/g检 2. 当用毛细管法测粘度时，采用较长毛细管的粘度计（比用短毛 细管的粘度计）可以使哪些影响因素减小？ 解答：（a）动能修正；（b）表面张力影响； （c）倾斜影响；（e）不准确装液影响； （d）装液温度与试验温度不同的影响。 3. 说明在毛细管粘度计检定规程中为什么规定粘度计可在20～ 35℃范围内的任何温度下检定常数？20℃与35℃下检出的粘度计常数是否相同？对标准液有何要求？ 解答：（a）便于在不同地区，不同季节，在无恒温室的情况以及在室温下都可展开检定工作。 （b）由于玻璃的膨胀系数很小，20℃与35℃下的粘度计常数差别很小。
运动粘度测定仪注意事项 注意事项 1.玻璃缸内未注水时，不得通电。 2.浴缸中的浴液不能有杂质与飘浮物，以免堵塞测试孔，新换浴液在加热时常常有气泡，对测试有影响，尤其是测试孔内有气泡，影响最严重。放毛细管后检查测试孔内是否有气泡。如果有气泡则用胶管吹气将气泡除掉或用干净的牙刷将气泡刷掉。 3.使用前，必须可靠接地。 4.仪器再次启动使用时间间隔在15分钟以上，仪器在冷浴状态下开机，需45分钟后才能使用。 5.使用全浸式温度计校正温度时，温度计的有效刻度不得露出恒温浴的液面。 6.仪器不允许在潮湿、有腐蚀性气体的环境中存放或使用。 7.毛细管上夹时要注意上口高度，避免试管进水。 8.使用一段时间或发现油位测量不灵敏，应及时清洗试验夹上的检测孔。 9.仪器在使用过程中，若出现故障，应请专业人员进行维修，并及时与我们联系。 10.电源必须做好良好接地。 安全要求 为了避免可能发生的危险，请阅读下列安全注意事项。 本产品请使用我公司标配的附件。 防止火灾或电击危险，确保人生安全。在使用本产品进行试验之前，请务必详细阅读产品使用说明书，按照产品规定试验环境和参数标准进行试验。 使用产品配套的保险丝。只可使用符合本产品规定类型和额定值的保险丝。产品输入输出端子、测试柱等均有可能带电压，试验过程中在插拔测试线、电源插座时，会产生电火花，请务必注意人身安全！请勿在仪器无前（后）盖板的情况下操作仪器/仪表。 试验前，为了防止电击，接地导体必须与真实的接地线相连，确保产品正确接地。试验中，测试导线与带电端子连接时，请勿随意连接或断开测试导线。
试验完成后，按照操作说明关闭仪器，断开电源，将仪器按要求妥善管理。 若产品有损坏或者有故障时，切勿继续操作，请断开电源后妥善保存仪器，并与鼎升电力公司售后服务部联系，我们的专业技术人员乐于为您服务。 请勿在潮湿环境下使用仪器。 请勿在易爆环境中使用仪器（防爆产品除外）。 请保持产品表面清洁，干燥。 产品为精密仪器，在搬运中请保持向上并小心轻放。 产品型号：DKYN-H 产品名称：0TU运动粘度测定仪U0T 参考标准：GB265-88 生产厂家：武汉鼎升电力自动化有限责任公司 参考阅读：0TUhttps://www.doczj.com/doc/0712720215.html,/1114/U0T 仪器概述：DKYN-H运动粘度测定仪适用于测定液体石油产品的运动粘度 液晶屏幕，汉字显示，清晰明了，操作简便 采用进口传感器，数字PID控温技术，控温范围宽，控温精度高 键盘设定粘度计常数、控制温度值、微调温度值、试验次数等参数 关键词 运动粘度自动测定仪、运动粘度测定仪、运动粘度测定器、全自动运动粘度测定仪、自动运动粘度测定仪 声明 版权所有? 2014武汉鼎升电力自动化有限责任公司
毛细管粘度计的工作原理及创新设计 姓名：王根华 学号：1411081569 学院：机械工程与力学学院 班级：14机械研究生2班
1.工作原理 设不可压缩的粘性流体在水平管中作稳态层流流动，并设所考察的部位远离管道进、出口，且流动为沿轴向(z 方向)的一维流动，如下图所示: 物理模型： 1. 稳态、层流、不可压缩牛顿型流体 2. 沿ｚ方向的一维流动，0==θu u r ，0≠z u 3. 远离进出口 柱坐标下的连续性方程： 0)()(1)(1'=?? +??+??+??z r u z u r ru r r ρρθρθρθ （1） 式中，z r u u u z r 和、为方位角；为轴向坐标；为径向坐标；为时间；θθθ.' 分别是流速在柱坐标（r,θ,z ）方向上的分量。可简化为： 0=??z u z （２） 柱坐标的奈维-斯托克斯方程： r 分量 ()? ???????+??-??+??????????+??-=??+-??+??+??22222 222111'z u u r u r ru r r r v r p z u u r u u r u r u u u r r r d r z r r r r θθρθθθθθ（３） θ分量
()? ???????+??+??+??????????+??-=??++??+??+??22222 22111'z u u r u r ru r r r v r p r z u u r u u u r u r u u u r d z r r θθ θθθθθθθθθρθθ（４） z 分量 ?? ??????+??+??? ??????+??-=??+?+??+??+??2222111'z u u r r u r r r v z p z u u r u u u r u r u u u z z z d z z z z z r z θρθθθθ （５） 现在先考察z 方向的奈维-斯托克斯方程。对于一维稳态流动，式（5）中的 0,0' ==??r z u u θ，;0=θu 由于流动对于管轴对称，0=??θ z u ，02 2=??θz u 。将以上条件及（2）得到 )](1[r u r r r z p z d ????=??μ （6） 同理，对θ、r 方向的奈维-斯托克斯方程化简，可得 0=??θ d p （7） 0=??r p d （8） 从式（6）、（7）、（8）可以看出，该式左侧的d p 仅是z 的函数；而右侧z u 仅是r 的函数。因此，式（6）可写成常微分方程，即 dz dp dr du r dr d r d z μ1)(1= （9） 上式为右侧仅为z 的函数，左侧仅为r 的函数，而r 、z 又为独立变量，故两边应等于同一 常数才成立，即 常数 ==dz dp dr du r dr d r d z μ1)(1 （10） 边界条件：
实训小结 10医械一班 进修 柯周良 乌氏毛细管粘度计 粘度计广泛应用于测定油脂、油漆、涂料、塑料、食品、药物、胶粘剂等各种流体的动力粘度。 高分子溶液的粘度有以下几种定义： （1） 粘度比（相对粘度） 粘度比用来表示。，其中，为纯溶剂的粘度，是相同温度下溶液的粘度。粘度比是一个无因次的量。对于低切变速度下的高分子溶液，其值一般大于1。显然，随着溶液浓度的增加将增大。 （2） 增比粘度（粘度相对增量） 增比粘度用表示，是相对于溶剂来说溶液粘度增加的分数： 增比粘度也是一个无因次的量。 （3） 比浓粘度（粘数） 对高分子溶液，增比粘度往往随溶液的浓度增加而增大，因此常用其与浓度之比来表征溶液的粘度，称为比浓粘度，即 它表示当溶液浓度为C 时，单位浓度对增比粘度的贡献。实验证明，其数值亦随浓度的变化而变化。比浓粘度的因次是浓度的倒数，一般用厘米3/克表示。 比浓对数粘度（对数粘度）其定义是粘度比的自然对数与浓度之比，即 C C sp r )1ln(ln ηη+= 其值也是浓度的函数，因次与比浓粘度相同。 （4） 特性粘度（极限粘度） 因为比浓粘度C sp /η和比浓对数粘度C r /ln η均随溶液浓度而改变，故以其在无限稀释时的外推值作为溶液粘度的量度，用[η]表示这种外推值，即 C C r C sp C ηηηln lim lim ][00→→== [η]称为特性粘度，又称极限粘度，其值与浓度无关，其因次也是浓度的倒数。 上述粘度的测定原理如下：待测液体自A 管加入，经B 管将液体吸至a 线以
上，使B 管通大气，任其自然流下，记录液面流经a 及b 线的时间t 。这样外加力就是高度为h 的液体自身的重力，用P 表示。假定液体流动时没有发生湍流，即外加力P 全部用以克服液体对流动的粘滞阻力。则根据牛顿粘度定律可导出如下的关系： lV t PR 84πη= （8-1） 上式称为泊肃叶（Poiseuille ）定律。 在实际的测定中，由于用同一支粘度计测定溶液与溶剂的流出时间，故V 、l 、R 相等。上式可改写为： kPt =η （8-2） 其中，lV R k 84 π=。溶剂（标准溶液）的粘度为000t kP =η。而溶液的相对粘度为 0 0000t P Pt t kP kPt r ===ηηη （8-3） 液体在液柱高度相同高度时，压力之比可以用密度比代替。即 00ρρ=P P ，则 0 0t t r ρρη= （8-4） 由于测粘度时，溶液粘度比较稀，溶液与溶剂二者密度相差极小，可近似认为：0ρρ=，将其代入式（8-4）得： 0 000t t t t r ==ρρη （8-5） 并且，很容易得到： 001t t t r sp -= -=ηη （8-6） 这样，由纯溶剂的流出时间0t 和各种浓度的溶液的流出时间t ，可求出各种浓度的r η、sp η、C sp /η和C r /ln η之值。以C sp /η和C r /ln η分别为纵坐标，C 为横坐标作图，得到两条直线。分别外推至0=C 处，其截距就是特性粘数[η]（见图8-5）。 2
工作毛细管粘度计试卷（B） 单位姓名考号 一.填空题: （每题2分） 1. 当毛细管上、下球的有效半径相同时，可以消除（表面张力） 影响，当标准液与被测液的密度相同时可以消除（空气浮力）影响。 2.液体在（静止）状态下不呈现粘性，只有在（流动）状态下才 呈现粘性。 3.泊氏公式中的动能修正系数m与（雷诺数）及（毛细管管端形 状）有关。 4. 液体与气体具有粘性的原因分别是(分子引力)(动量传递)。 5.用毛细管粘度计测量粘度时，掀秒表的瞬时应是弯月面的（最 低点）与计时球的计时标线（相切）的瞬时。 二.选择题: （每题5分） 1. 流体在毛细管中流动时，下面诸条件中，除了（4）以外，都 是泊氏公式应满足的假设条件。 (1)层流(2)稳定流(3)牛顿流体(4)毛细管非常细 2. 当粘性流体在管子中稳定（匀速）流动时，（2）平衡。 (1)剪切应力与剪切速率(2)外力与内摩擦力 (3)重力与外力(4)重力与浮力 3. 粘性流体在毛细管中流动时（2）处流速最大。 (1) 管壁(2) 管轴(3)R/2 (4)2R/3
三.问答题: （每题10分） 1. 请说明平氏粘度计的储液球设计成扁平形有什么优缺点？为 什么？ 解答：（a）优点：因储物球的直径大，可以减少装液量不准以及装置温度与试验温度不同引起的液柱高度变化所带来的 误差。 （b）缺点：因储物球的直径大，与上方计时球的直径相差 大，因此，当标准液与被测液的表面张力与密度比σ/ρ 不同时，表面张力误差就加大。 2.请列出检定毛细管、落球、旋转、恩氏粘度计及二级标准液 定值时所用温度计分度值。 解答:检定毛细管粘度计及标准液值时,温度计分度值分别不得大于0.01℃0.2℃0.2℃及0.01℃ 3. 用毛细管法测粘度时，如标准液与被测液的粘度相同，可 消除什么影响因素？如二者密度相同，可消除什么影响因素？ 解答：（a）当二者粘度相同时，可消除动能修正及残留误差。 （b）当二者密度相同时，可消除空气浮力的影响。 四.计算题: （每题15分） 1. 当流体在毛细管中匀速流动时，设液柱高100mm，毛细管长 90mm，毛细管内径0.6mm，流体密度1g/cm3,请计算毛细管 壁处的剪切应力（保留2位有效数字） 解答：在管壁处，外力=πR2P；粘性力=2πRLτ
粘度计量 §7－1 流体粘度的基本知识 一、 动力粘度的概念（η） 它是表征流体相邻流层的内摩擦力大小的量度。 1. 它是流体本身的固有特性，只有在形变时才表现出来，它 是流体反抗形变的内在阻力因素。 2. 液体具有粘性是由于分子引力所致，当流体流动时，由于 分子引力，快层的分子引力拉着慢层的分子前进，而慢层 分子则尽量将快层分子往后拽。 3. 气体具有粘性是由于动量传递。 4. 单位，Pa.s.。 二、 运动粘度，是动力粘度与同温度下的密度之比值。 ν=η/ρ 单位：二次方米每秒 ㎡m 2/s 不能读成平方米每秒。 三、 恩格勒度（又称恩氏度）：在试验条件下从思格勒粘度流 出200ml 试液所需的时间与 20℃下流出同体积蒸馏水的时间之比值，用符号E 0表示，其单位为条件度。 恩氏度严格来说并不是粘度量，它与动力和运动粘度地理论上无联系，只与运动粘度之间有经验换算式。比如： {)1.42.1(/22.894.7000--=＝当E E E υ 四、粘度与温度的关系： 温度升高，液体的粘度减小，当温度变化1℃液体的粘度变化
达百分之几到十几，然而气体的粘度随温度升高而增大。 五、 粘度与压力的关系： 液体的粘度随压力的增加而增大。 每增加0.1mPa 压力时，粘度增加约0.1%～0.3% 所以，在常压下可以不考虑压力对粘度的影响。 §7-2 测定液体粘度的方法： 一、 毛细管法： 该方法的基本原理：是泊肃叶定律。 ()()t nR L mV t nR L V gh R +-+=ππυ884 式中 R ：毛细管半径 V ：在t 时间内流过毛细管的体积； g ：重力加速度； h ：液柱高度 m ：动能修正系数； L ：毛细管长度； t ：V 体积流体的流动时间； n ：未端修正系数。 测定方法：用粘性流体经圆孔而记录流出一定体积所需时间来计算粘度。 二、 旋转法： 当浸于流体中物体（圆筒、圆锥等）旋转时，将受到流体的粘性力矩的作用，粘性力矩的大小与流体的粘度成正比，通过测量粘性力矩及旋转体的转速求粘度。
毛 设不可压缩的粘性流体在水平管中作稳态层流流动，并设所考察的部位远离管道进、出口，且流动为沿轴向(z 方向)的一维流动，如下图所示: 物理模型： 1. 稳态、层流、不可压缩牛顿型流体 2. 沿ｚ方向的一维流动，0==θu u r ，0≠z u 3. 远离进出口 柱坐标下的连续性方程： 0)()(1)(1'=?? +??+??+??z r u z u r ru r r ρρθρθρθ （1） 式中，z r u u u z r 和、为方位角；为轴向坐标；为径向坐标；为时间；θθθ.' 分别是流速在柱坐标（r,θ,z ）方向上的分量。可简化为： 0=??z u z （２） 柱坐标的奈维-斯托克斯方程： r 分量 ()? ???????+??-??+??????????+??-=??+-??+??+??22222 222111'z u u r u r ru r r r v r p z u u r u u r u r u u u r r r d r z r r r r θθρθθθθθ（３） θ分量
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NDJ-1 旋转粘度计使用说明书 武汉格莱莫检测设备有限公司
目录 一、概述 (2) 二、主要技术指标及参数 (2) 三、仪器结构和安装 (2) 四、操作使用 (5) 五、注意事项 (7) 六、仪器成套和技术文件 (8) 本仪器为精密测试仪器，使用前请务必详阅本说明书。 - 1 -
一、概述 NDJ-1 旋转粘度计是根据上海市企业标准《NDJ-1型旋转式粘度计》规定的技术要求设计和制造的，它可广泛应用于对油脂、油漆、塑料、食品、药物、胶粘剂等各种流体粘度的测量。 二、主要技术指标及参数 1、测量范围（mPa.s）： 10～10×104； 2、转子转速（r/min）： 6、12、30、60； 3、转子规格： 1#、2#、3#、4#； 4、测量误差(F·S)：±5%； 5、工作电源： AC(220±10%)V、(50±10% )Hz； 6、环境温度： 5℃～35℃； 7、相对湿度：不大于80%。 三、仪器结构和安装 （一）仪器结构 1、结构原理 结构原理图见图1所示。 图1 ⑴步进电机以稳定的转速旋转，连接刻度圆盘，再通过游丝和转轴带动转 - 2 -
- 3 - 子旋转。如果转子未受到液体的阻力，则游丝、指针与刻度盘同速旋转，指针在刻度圆盘上指出的读数为“0”。而当转子受到液体的粘滞阻力，则游丝产生扭矩，与粘滞阻力抗衡，最后达到平衡，这时与游丝连接的指针在刻度圆盘上指示一定的读数（即游丝的扭转角）。 将读数乘上特定的系数即得到液体的粘度（mpa ·s ）。 ⑵ 利用电机系统及电子器件进行变速，由专用旋转旋钮操作，分四档转速，可以根据测定需要选择。 ⑶ 按仪器不同规格附有1至4号四种转子，可根据被测液体粘度的高低随同转速配合使用。 ⑷ 为使读数精确，仪器装有指针固定控制装置（指针控制杆）。当转速较快时（60 转/分），无法在旋转时读数，这时可以按下指针控制杆，使指针固定下来，便于读取准确的读数。 ⑸ 保护架是为了稳定测量和保护转子而专门设计的。使用保护架进行测量能取得较稳定的测量结果。 ⑹ 整套仪器配有固定支架和升降机构，一般在实验室中进行小量和定温测定时应固定使用。另外，仪器也可以脱离固定支架和升降机构手提使用。 2、整体结构 ⑴ 机头的结构示意图见图2所示。 图 2
逆流毛细管粘度计 —上海标卓科学仪器产品特点：GB_T 11137-1989深色石油产品运动粘度测定法（逆流法）和动力粘度计算法"，前者适用于测定液体石油产品的运动粘度（指牛顿液体），后者适用于测定深色石油产品、使用后的润滑油、原油等0℃以上的运动粘度，350-370是淡黄色的，使用顺流性的更适合， 一、方法概要 逆流毛细管粘度计适用于测定深色石油产品、使用后的润滑油、原油等0℃以上的运动粘度及通过测得的运动粘度计算动力粘度。对于一般原油测定50℃运动粘度，对于重质原油测定80℃运动粘度，对于轻质原油测定20℃运动粘度，对于渣油测定100℃运动粘度，但不适用测定沥青的运动粘度。 二、仪器与试剂 1. 坎农—芬斯克不透明粘度计一组，符合SH/T 0173-92(2004)中的BMN-3型粘度计的要求，尺寸、测定粘度范围及毛细管内径见图1和表1。在扩张部分D球下端，A、C、J 球之间，J 球上端分别刻有环形标线a、b、c、d。 2. 恒温浴：同GB/T 265，并具有足够深度，使恒温浴液面高于试样液面20mm以上，粘度计底部高于恒温浴底20mm以上，温
度控制在±0.1℃。测定温度为20-50℃时，恒温浴用蒸馏水；50-100℃时，用甘油或透明矿物油。 3. 玻璃温度计：分度值为0.1℃。 4. 秒表：分度为0.1s。 粘度计、秒表均应定期检定，粘度计的校正同GB/T 265。 5. 铬酸洗液。 6. 洗涤汽油、轻汽油或石油醚。 1,3--管身；2--毛细管； a, b,c,d--标线； D,A,J,C--球 表1坎农—芬斯克不透明粘度计尺寸和运动粘度范围
注：1）最小流动时间全部为200s. 三、准备工作 1. 测定前，需根据试油的估计粘度与温度选用合适的粘度计，务使流动时间大于200s。选出粘度计后，将粘度计常数C与试油估计的粘度代入公式，核算时间t是否大于200s。 2. 调节恒温浴温度，使达到测定温度。控制温度精确达±0.1℃。 3. 试油如含水，试验前必须先脱水。 4. 残渣燃料和类似蜡状产品粘度受预热过程影响，应先将试样置于烘箱中，在60±2℃加热1h。对高粘度油可适当提高加热温度，使试样完全混合，但不能超过试验温度。用玻璃棒充分搅拌试样，直至无沉淀或蜡状物粘在棒上。
毛细管粘度计的不确定度评估 ----原油粘度的测定 一、检测依据 SY/T 5523-2000油田水分析方法 二、检测过程描述 按下列过程测定运动粘度： .使用如图所示的粘度计。将粘度计调整为水平状态，利用铅垂线从两个相互垂直的方向去检查毛细管的垂直情况。 2.2.观测恒温水浴上面所插温度计读数，看是否达到50℃；若有出入，调整温度微调旋钮，使恒温水浴温度达到50℃； 把装好试样的粘度计浸在50℃的恒温水浴内，恒温15min； 利用毛细管粘度计管身1口所套的橡皮管将试样吸入扩张部分3，使试样液面稍高于标线a，并且注意不要让毛细管和扩张部分3的液体产生气泡或裂隙。 此时观察试样在管身中的流动情况，液面正好达到标线a 时，开起秒表，液面正好流到标线b时，停止秒表。试样的液面在扩张部分3流动时，注意恒温水浴中正在搅拌的液体要保持恒定温度，而且扩张部分中不应该出现气泡。 记录秒表记录的流动时间。每个样品应重复测定至少四次，其中各次流动时间与其算术平均值的差数应符合：在温度50℃测定粘度时，这个差数应不超过算术平均值的±%，然后，取不少于三次的流动时间所得的算术平均值作为试样的平均流动时间。 运动粘度计算公式为：V t=c?τt。其中c为粘度计常数，单位 为mm2/s2 .τt为时间差。 三、分析确定测量量和溯源途径 粘度计常数c可用有证标样整体溯源，或进行校准溯源。 四、不确定度来源分析 建立不确定度来源因果图。如下：
五、建立测量模型 V=c?τt ?K?f T ?f w ?f g +a ref 式子中，K 代表平均测量结果引入的对粘度计系数的修正值，其数值K= 0i V V ,0i V 为V 01，V 02，...V 0n 次测量的平均值。 f t 代表由温度引入的不确定度系数。f w 代表由垂直度引入的不确定度系数。f g 代表由固定程度引入的不确定度系数。 a ref 代表重复性引入的不确定度系数。 六、分析、评定和计算各测量值的标准不确定度 、 在重复测量的过程中，垂直度、固定程度和在标准状况下测量的温度偏差引起的不确定度可以算入重复性不确定度而得到修正。即原式简化为：V=c?τt ?K+a ref 。其中V t =c?τt ?K 。 利用相对不确定度计算，计算公式为： rel rel rel c K u c u u )()()V (22t += 式中，下标c 代表合成标准不确定度的记号，括号c 及rel c u )(2代表粘度计常数产生的不确定度。 、粘度计常数rel c u )(2引入的不确定度为：粘度计检定产生的相对标准不确定度。粘度计证书上给出粘度常数为s ，玻璃毛细管膨胀系数为?℃，给出的温度变化范围为±℃/30min 。则rel c u )(2=c a t V ?? =?%。 、计算rel K u )(及rel c u )V (t 。 K= 0i 0V V ，利用粘度为5mm 2 /s 的标准粘度液在控制条件下测量K 值。得到的读数为135s ，137s ，136s ，136s ，135s 。则0i V 分别为,，,,.