09 2026.04
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不同自动粘度仪在油品分析中的应用研究


    运动粘度是评价润滑油产品质量的一项重要指标，是区分润滑油粘度牌号的重要参数，目前国标检测方法中规定是在恒温浴中使用毛细管粘度计进行测试，在日常的检测过程中，使用毛细管粘度计测试润滑油产品运动粘度时，有诸多因素会影响到试验结果，而且检测效率低，不能满足润滑油实际生产中产品中控、成品检及灌装首件检等过程对效率的要求。本实验室对ISL VH2、SVM 3001和HVM 472三种自动粘度仪的测试精度和检测效率进行了比较，可为润滑油生产企业在选择自动粘度仪时提供参考。
 
1 实验部分
1.1 仪 器
ISL VH2型自动运动粘度测定仪，法国ISL公司生产。该仪器是在一定温度的硅油浴槽内将样品加入HOUILLON粘度毛细管。样品流入上点时，光学检测器开始测量，同时计时器打开；样品到达下点时，计时器关闭，测得的数据被存储并传给工作站，工作站根据相关粘度管系数，算出样品粘度。
 
SVM3001自动粘度仪，奥地利安东帕公司生产。可在 0.2～20000 mm2/s全量程大范围连续测量，只需一根测量管。其内置U型振荡管与粘度测量管相连，只需一次进样即可同时测出运动粘度、密度(精度可达1×10-4g/cm3)、动力粘度、温度和粘度指数等。测量温度范围在-56～105 ℃,采用铂尔贴控温系统，测量速度与传统方法相比大大提高，大于20个样品/h。结构简单，基本无消耗品，材料耐用，基本无需维护，仪器外型小巧，可大大节省实验室使用面积。
 
HVM 472型自动粘度仪，德国Wlter-Herzog公司生产。它是一种具有宽粘度测量范围、双样品、双温度浴(可分别独立进行)的粘度测量仪器，其测量油品的粘度范围为：0.5～5000 Cst/40 ℃,0.5～2000 Cst/100 ℃,适用于透明和不透明液体运动粘度的测定。与目前国标方法采用的手动粘度仪相比较，它能够自行选择毛细管的测量范围，减少了操作人员反复选管的麻烦；配置的自动多溶剂清洗站，能带压自动连续清洗和烘干粘度管；能够一次进样26个样品进行连续测量。
 
1.2 工作原理
ISLVH2型自动粘度仪由进样口，弯头，横臂，毛细管，检测泡几部分组成[2]。样品经弯头流入小坡度的横臂，然后进入毛细管，由于毛细管内径小，流速慢，样品与毛细管接触充分，样品很快达到恒温要求。当样品流经上检测器时，开始计时，到达下检测器时终止计时，流动时间t为样品充满测量球泡的时间。测量结果依照运动粘度计算公式用粘度管常数乘以流动时间t得到[3]。
 
SVM 3001自动粘度仪拥有粘度测量池和密度测量池，粘度测量池样品管中悬浮着测定转子，测定转子中有内置的永磁铁，因此转子在转动的过程中会产生霍尔效应[4],当样品充满测量池时由于霍尔效应引起样品管与内部转子间转速差异，仪器通过转速差异可以测得该样品的动力粘度，同时仪器密度池通过U型管振荡法测出样品在该温度下的密度，从而换算出该样品的运动粘度。
 
HVM 472型全自动宽量程万能粘度仪测试原理符合ASTM D445、GB/T 265标准，由于自动粘度仪测试样品流动时间时一般小于200s, 按照ASTM D445标准中规定需要进行动能校正[5],所以该仪器测试与GB/T 265方法稍有不同，在计算粘度时需要增加动能校正，如下公式；



1.3 实验步骤
本文所述三种粘度仪均为自动化设备，操作简单，打开仪器主机及电脑软件，设定测试温度，等待仪器恒温至设定温度，开始测试。三种自动粘度仪的外观见图1所示。
 
由于SVM 3001自动粘度仪具备“超快速、快速、精确、超精确”四种测试模式，本实验室通过多次实验确定快速模式即可保证检测结果的准确性，也能保证检测效率，因此采用SVM 3001测定运动粘度时使用“快速”测试模式，三种自动粘度仪特点及测试方法比较具体见表1所示。
 
图1 三种自动粘度仪的外观
Fig.1 The appearance of three automatic viscometers
 
2 结果与讨论
2.1 三种自动粘度仪与手工法再现性考察
选取基础油、不同种类润滑油成品油，使用三种自动粘度仪和手动仪器分别测定了油品在40 ℃和100 ℃下的运动粘度，测试结果如表2,表3和表4所示。
 
表1三种自动粘度仪的比较
Table 1 The comparison of three automatic viscometers
项目 ISL VH2 SVM 3001 HVM 472
满足的测试标准 NB/SH/T 0956-2017 NB/SH/T 0870-2013 GB/T 265-1988 和ASTM D445-2009
特点 自动测试，自动清洗，干燥，试验过程省时省力 操作简单，测试效率高，使用样品量少，测试范围宽 独特的双粘度浴设计，可以在两个不同温度点下同步进行两个样品测试，自动测试，清洗、干燥
样品使用量/mL 0.22 2 15
清洗液用量/mL 20 15 40
测试时间/min 3 5 15

表2 ISL VH2型自动粘度仪与手工法测试结果比较

Table 2 The testing results comparsion between ISL VH2 automatic viscometer and manual method
样品名称 温度/℃ 测试结果/(mm2/s) 手动仪器测试结果/(mm2/s) 差值/(mm2/s) GB/T 265再现性要求
第一次 第二次 平均值
基础油500N 40 96.08 95.88 95.98 96.28 0.3 2.11
100 11.22 11.24 11.23 11.26 0.03 0.25
柴机油15W-40 40 113.2 112.5 112.8 114.0 1.2 2.49
100 15.07 15.04 15.06 15.22 0.16 0.33
齿轮油85W-90 40 157.5 156.6 157.1 158.86 1.76 3.48
100 15.93 15.95 15.94 15.98 0.04 0.35

表3 SVM 3001自动粘度仪与手工法测试结果比较

Table 3 The testing results comparsion between SVM 3001 automatic viscometer and manual method
样品名称 温度/℃ 测试结果/(mm2/s) 手动仪器测试结果/(mm2/s) 差值/(mm2/s) GB/T 265再现性要求
第一次 第二次 平均值
基础油500N 40 96.12 95.15 96.20 96.28 0.08 2.12
100 11.28 11.31 11.30 11.26 0.04 0.25
柴机油15W-40 40 112.3 113.5 112.75 114.0 1.25 2.49
100 15.19 15.12 15.15 15.22 0.07 0.33
齿轮油85W-90 40 158.3 157.7 158.0 158.86 0.86 3.49
100 15.89 15.85 15.87 15.98 0.11 0.35

表4 HVM 472自动粘度仪与手工法测试结果比较

Table 4 The testing results comparsion between HVM 472 automatic viscometer and manual method
样品名称 温度/℃ 测试结果/(mm2/s) 手动仪器测试结果/(mm2/s) 差值/(mm2/s) GB/T 265再现性要求
第一次 第二次 平均值
基础油500N 40 96.22 96.21 96.22 96.28 0.06 2.12
100 11.24 11.22 11.23 11.26 0.03 0.25
柴机油15W-40 40 113.2 113.4 113.30 114.0 0.7 2.50
100 15.19 15.19 15.19 15.22 0.03 0.33
齿轮油85W-90 40 158.5 158.8 158.65 158.86 0.21 3.49
100 15.92 15.93 15.93 15.98 0.05 0.35

从表2～表4中的数据可以看出，三种自动粘度仪测试结果的再现性均能满足GB/T 265-1988标准方法中规定的R≤0.022X的范围要求。
 
2.2 三种自动粘度仪测试准确性考察
分别使用三种自动粘度仪对三种进口标油 N75、N100和N140进行了测试，以确定各仪器测试结果的准确性。试验结果如表5所示。
 
通过表5中的测试结果对比可以看出，三种自动粘度仪测试结果与标准物质证书标准值比较，采用HVM 472自动粘度仪测出来的结果相对误差最小，其次是采用ISL VH2,相对误差最大的是采用SVM 3001自动粘度仪所测得的结果，这可能与使用该仪器的“快速”测试模式有关，但测试的运动粘度结果均能满足GB/T 265-1988标准方法中规定的再现性R=0.022X的范围要求。
 
表5采用三种自动粘度仪对标油测试结果的比较
 
Table 5 The testing results comparison of standard oil using the three automatic viscometers
品名称 温度/℃ 指定标准值/(mm2/s) ISL VH2 SVM 3001 HVM 472
测试值/(mm2/s) 相对误差 测试值/(mm2/s) 相对误差 测试值/(mm2/s) 相对误差
N75标油 40 76.33 76.04 0.38% 74.88 1.90% 76.57 0.31%
100 11.15 11.11 0.36% 11.41 2.33% 11.18 0.27%
N100标油 40 96.41 96.56 0.16% 98.12 1.77% 96.49 0.08%
100 10.89 10.94 0.46% 11.28 3.58% 10.86 0.28%
N140标油 40 136.3 136.9 0.44% 134.9 1.03% 136.2 0.07%
100 17.98 18.08 0.56% 18.13 0.83% 17.92 0.33%

3 结 论

三种自动粘度仪操作简便快捷，且测试精度均能满足标准方法，从测试效率来看，ISL VH2型自动粘度仪和安东帕SVM 3001自动粘度仪测试效率优于HVM 472型自动粘度仪，但是从数据准确性来看HVM 472型自动粘度仪优于另外两种自动粘度仪，因此润滑油生产企业可选择ISL VH2型自动粘度仪和SVM 3001自动粘度仪作为润滑油生产过程的粘度检测仪器，HVM 472型自动粘度仪检测准确性高，可作为产品开发或运动粘度测试的仲裁仪器。
 

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