一种用于低温粘度液的定值装置的制作方法

1.本实用新型涉及低温粘度液定值技术领域，具体为一种用于低温粘度液的定值装置。


背景技术：

2.在粘度测量的量值传递体系中，是以粘度计和粘度液交替传递直至样品的粘度值测量，粘度液在粘度量值传递过程中具有承上启下的作用。
3.低温粘度的测量主要采用旋转法和毛细管法。其中，毛细管法粘度计作为一种绝对粘度计被公认为是粘度测量中精度最高的方法，在粘度测量的量值传递系统图中，粘度国家基准、国家标准均为乌氏毛细管粘度计，毛细管法粘度计精度高的优势使其不仅是样品黏度测量的重要手段，也肩负着量值传递的重任。标准毛细管粘度计较工作毛细管粘度计体积大、精度高，常规环境下采用标准毛细管粘度计进行粘度液定值时，需将粘度液装入标准毛细管粘度计内部，对标准毛细管粘度计的整体进行恒温，恒温设备为大尺寸的透明玻璃恒温浴槽，便于人眼观察、计时，温度精度为
±
0.01℃，定值的粘度液精度优于0.8％。
4.由于低温粘度测量范围一般低至
‑
40℃，航空液压油使用温度更是低至
‑
70℃，常规环境下的透明玻璃恒温浴槽难以承受这么低的温度，同时，粘度液多为油类产品，其粘度值受温度影响很大，尤其是低温时粘度值随温度变化极大。该类技术不适用于低温粘度液定值。
5.现有低温粘度液的定值往往采用旋转法粘度计或工作毛细管粘度计完成，原因是因为前者的测量头部分和转子部分独立，测量时只需对转子部分进行精密恒温，无需观察被测流体的状态，而后者可采用特制的双层玻璃恒温浴实现恒温，同时满足人眼观察。然而，此类设备的自身精度已大于0.8％，定值的粘度液精度比较低。旋转法原理的测量精度不如毛细管法，用以精密测量的开发、研制受限；标准毛细管粘度计尺寸太大，仅仅采用双层玻璃技术，恒温精密性有限。现有低温毛细管法粘度计装置的设计尺寸及温控精度也难以应用于标准毛细管粘度计，这些限制了低温粘度液的定值。
6.毛细管法粘度计定值过程中不确定度引入主要源于：所选毛细管粘度计的精度、温控波动度、粘度液均匀性、毛细管粘度计垂直性及计时。因此，采用标准毛细管粘度计定值粘度液的实现将有益于大大提高粘度液定值精度。使用标准毛细管粘度计定值用低温恒温设备应满足工作区深度不低于80cm的大尺寸，应满足控温精度
±
0.002℃，还要能够便于观察、计时，同时要便于维持标准毛细管粘度计工作时的垂直性。
7.除此之外，低温条件下，大气环境湿度较大时，粘度计暴露在环境中的过冷壁面周围会结霜结雾，带来待测流体的污染，定值及测量过程中会引入误差，如现有低温毛细管法粘度计装置的管口与制冷介质液面接触位置有大量霜形成，这也限制了低温粘度液的定值精度。
8.低温粘度计校准过程中，由低温粘度液定值结果不准确性引入的不确定度过大将不利于量值的统一，对低温粘度液进行精确定值的难题，成为制约低温粘度计量传的一个
重要瓶颈。
9.基于此，我们提出了一种用于低温粘度液的定值装置，希冀解决现有技术中的不足之处。


技术实现要素：

10.(一)解决的技术问题
11.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种用于低温粘度液的定值装置，具备能够在低温下对粘度液定值、定值精度高、温控效果好、防止待测粘度液低温污染的优点。
12.(二)技术方案
13.为实现上述能够在低温下对粘度液定值、定值精度高、温控效果好、防止待测粘度液低温污染的目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于低温粘度液的定值装置，包括外壳，所述外壳的内部形成有槽体，所述槽体的内壁固定安装有挡板，所述挡板的左侧设置有标准毛细管粘度计，所述挡板的右侧设置有搅拌装置、加热装置和制冷装置；
14.所述标准毛细管粘度计的顶部插接有圆盘件，所述圆盘件的外壁开设有外螺纹，所述外螺纹的外壁螺纹连接有定位架，所述定位架固定安装在升降台的顶部。
15.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述搅拌装置包括电机和搅拌杆，所述电机固定安装在外壳的顶部，所述搅拌杆固定安装在电机的输出轴顶部，所述搅拌杆的外壁还固定安装有搅拌叶；
16.所述加热装置是电热管，环绕设置在搅拌杆的上半部分，所述制冷装置是制冷管，环绕设置在搅拌杆的下半部分。
17.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述标准毛细管粘度计包括在同一平面内平行设置的主管、第一支管和第二支管，所述主管的内部从上至下依次设置有液位球、计时球和悬液球，所述计时球的顶部设置有上刻度线，所述计时球的底部设置有下刻度线，所述计时球与悬液球之间设置有毛细管件，所述第二支管的底端与悬液球相贯通，所述主管的底部还固定安装有进液管，所述进液管插接在贮液球的内部，所述贮液球与第一支管的底端相贯通。
18.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述外壳的外壁还设置有观察窗，所述观察窗的位置与计时球的位置相对应；
19.所述观察窗是多层玻璃结构，多层玻璃之间采用除霜干燥技术。
20.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述圆盘件的底部固定安装有u型架，所述u型架的外壁活动设置有第一固定夹和第二固定夹，所述第一固定夹的内壁活动连接有第一支管，所述第二固定夹的末端固定安装有灯源，所述灯源的安装位置与计时球的位置相对应。
21.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述定位架包括连接套、密封圈和连接杆，所述圆盘件螺纹连接在连接套的内壁上，所述圆盘件的顶部固定安装有密封罩，所述连接套的外壁活动设置有密封圈，所述密封圈固定安装在外壳的内顶壁上；
22.所述连接套的外壁还固定安装有连接杆，所述连接杆末端的外壁开设有活动槽，所述活动槽的内壁活动设置有定位螺栓；
23.所述升降台包括底筒和电动推杆，所述电动推杆设置在底筒的内部，所述电动推
杆的输出轴顶部固定安装有升降杆，所述定位螺栓螺纹连接在升降杆的顶部，用于把连接杆固定安装在升降杆的顶部。
24.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述密封罩的外壁相对的固定安装有第一气管和第二气管；
25.所述密封罩的外壁相邻的固定安装有第一通管和第二通管，所述第一通管和第二通管的底端分别与第二支管和主管(201)的顶端软连接，所述第一通管和第二通管的内部分别设置有第一电磁阀和第二电磁阀；
26.所述第一气管的末端设置有第一惰性气源，所述第一通管的末端设置有第二惰性气源，所述第二通管的末端设置有真空泵；
27.所述第一惰性气源和第二惰性气源的输入端电性连接有惰性气体控制器，所述真空泵的输入端电性连接有抽真空装置控制器。
28.(三)有益效果
29.与现有技术相比，本实用新型提供了一种用于低温粘度液的定值装置，具备以下有益效果：
30.1、该用于低温粘度液的定值装置，标准毛细管粘度计的悬液球和贮液球在同一直线上，且主管延伸至贮液球内部，可以通入惰性气体排空其内部的空气，使标准毛细管粘度计整体处于惰性气氛下，避免污染，同时，本实用新型的恒温设备为密闭的开设在外壳内部的槽体，适合标准毛细管粘度计的尺寸，满足
±
0.002℃的恒温精度，槽体开有观察窗，实现观测计时，从而完成低温粘度液的准确定值。
31.2、该用于低温粘度液的定值装置，观察窗为多层玻璃组件结构，玻璃层间采用除霜干燥技术，避免低温工况下玻璃层出现雾气凝结的情况而影响正常观察。
32.3、该用于低温粘度液的定值装置，采用标准毛细管粘度计，较旋转法粘度计、工作毛细管粘度计而言精度得到了提高。
附图说明
33.图1为本实用新型整体结构的示意图；
34.图2为本实用新型整体结构的剖视图；
35.图3为本实用新型标准毛细管粘度计的放大示意图；
36.图4为本实用新型整体结构的侧视剖面图；
37.图5为本实用新型u型架部分的放大示意图；
38.图6为本实用新型的俯视图；
39.图7为本实用新型密封罩部分的示意图。
40.图中：1、外壳；2、标准毛细管粘度计；201、主管；202、第一支管；203、第二支管；204、液位球；205、计时球；206、上刻度线；207、下刻度线；208、毛细管件；209、悬液球；210、进液管；211、贮液球；3、u型架；4、定位架；401、连接套；402、密封圈；403、连接杆；404、活动槽；405、定位螺栓；5、密封罩；501、第一气管；502、第二气管；503、第一通管；504、第二通管；505、第一电磁阀；506、第二电磁阀；507、第一惰性气源；508、第二惰性气源；509、真空泵；6、升降台；601、底筒；602、电动推杆；603、升降杆；7、观察窗；8、槽体；9、搅拌装置；10、加热装置；11、制冷装置；12、挡板；13、圆盘件；14、外螺纹；15、灯源；16、第一固定夹；17、第二固定
夹；18、惰性气体控制器；19、抽真空装置控制器。
具体实施方式
41.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
42.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
43.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
44.请参阅图1
‑
7，一种用于低温粘度液的定值装置，包括外壳1，外壳1的内部形成有槽体8，槽体8的内壁固定安装有挡板12，挡板12的左侧设置有标准毛细管粘度计2，挡板12的右侧设置有搅拌装置9、加热装置10和制冷装置11；
45.标准毛细管粘度计2的顶部插接有圆盘件13，圆盘件13的外壁开设有外螺纹14，外螺纹14的外壁螺纹连接有定位架4，定位架4固定安装在升降台6的顶部。
46.本实施例中，搅拌装置9包括电机和搅拌杆，电机固定安装在外壳1的顶部，搅拌杆固定安装在电机的输出轴顶部，搅拌杆的外壁还固定安装有搅拌叶；
47.加热装置10是电热管，环绕设置在搅拌杆的上半部分，制冷装置11是制冷管，环绕设置在搅拌杆的下半部分。
48.本实施例中，标准毛细管粘度计2的悬液球209和贮液球211位于主管201，在同一直线上，且主管201延伸至贮液球211内部，传统标准毛细管粘度计2的贮液球211位于第一支管202底部正下方，与悬液球209直接相联通。本实施例中的标准毛细管粘度计2可以实现通入惰性气体排空其内部的空气，使其整体处于惰性气氛下，避免污染；
49.标准毛细管粘度计2包括在同一平面内平行设置的主管201、第一支管202和第二支管203，传统标准毛细管粘度计2的主管201、第一支管202和第二支管203不在同一平面内，呈三角分布，本实施例中主管201、第一支管202和第二支管203在同一平面内平行设置，有益于透过观察窗7观察、计时，较传统标准毛细管粘度计2，避免主管201的上、下计时刻度线被遮挡；
50.较传统标准毛细管粘度计2，本实施例中的标准毛细管粘度计2对待测流体的加样量无定量要求，保留了传统标准毛细管粘度计2主管201的基本特征，从原理上保证了有效性及其标准器级别精度，能够达到良好的效果；
51.主管201的内部从上至下依次设置有液位球204、计时球205和悬液球209，计时球205的顶部设置有上刻度线206，计时球205的底部设置有下刻度线207，计时球205与悬液球
209之间设置有毛细管件208，第二支管203的底端与悬液球209相贯通，主管201的底部还固定安装有进液管210，进液管210插接在贮液球211的内部，贮液球211与第一支管202的底端相贯通。
52.本实施例中，外壳1的外壁还设置有观察窗7，观察窗7的位置与计时球205的位置相对应；
53.观察窗7是多层玻璃结构，多层玻璃之间采用除霜干燥技术，避免低温工况下玻璃层出现雾气凝结的情况而影响正常观察。
54.本实施例中，圆盘件13的底部固定安装有u型架3，u型架3的外壁活动设置有第一固定夹16和第二固定夹17，第一固定夹16的内壁活动连接有第一支管202，第二固定夹17的末端固定安装有灯源15，灯源15的安装位置与计时球205的位置相对应。
55.本实施例中，定位架4包括连接套401、密封圈402和连接杆403，圆盘件13螺纹连接在连接套401的内壁上，圆盘件13的顶部固定安装有密封罩5，连接套401的外壁活动设置有密封圈402，密封圈402固定安装在外壳1的内顶壁上；
56.连接套401的外壁还固定安装有连接杆403，连接杆403末端的外壁开设有活动槽404，活动槽404的内壁活动设置有定位螺栓405；
57.升降台6包括底筒601和电动推杆602，电动推杆602设置在底筒601的内部，电动推杆602的输出轴顶部固定安装有升降杆603，定位螺栓405螺纹连接在升降杆603的顶部，用于把连接杆403固定安装在升降杆603的顶部；
58.升降台6控制标准毛细管粘度计2升降，缓慢槽体8的目标位置，另外，支撑定位架4，使测量部分与恒温部分不接触，避免振动对测量带来影响。
59.本实施例中，密封罩5的外壁相对的固定安装有第一气管501和第二气管502；
60.密封罩5的外壁相邻的固定安装有第一通管503和第二通管504，第一通管503和第二通管504的底端分别与第二支管203和主管201的顶端软连接，第一通管503和第二通管504的内部分别设置有第一电磁阀505和第二电磁阀506；
61.第一气管501的末端设置有第一惰性气源507，第一通管503的末端设置有第二惰性气源508，第二通管504的末端设置有真空泵509；
62.第一惰性气源507和第二惰性气源508的输入端电性连接有惰性气体控制器18，真空泵509的输入端电性连接有抽真空装置控制器19。
63.一种用于低温粘度液的定值方法，用于一种用于低温粘度液的定值装置，包括如下步骤：
64.步骤一、安装：将清洗干净的标准毛细管粘度计2垂直安装在u型架3上，检查标准毛细管粘度计2在u型架3上的位置，当主管201上的毛细管件208与u型架3平行时即可认为标准毛细管粘度计2位置垂直，将升降台6、定位架4和u型架3联结，并调整好与槽体8的相对位置，圆盘件13的中心处安装温度计；
65.步骤二、装液：使用注射器从第一支管202管口加入待定值粘度液至贮液球211；
66.步骤三、密封：第一气管501接第一惰性气源507，第二气管502连接大气，第一通管503与第二支管203软连接，第二通管504与主管201软连接，第一通管503外部经第一电磁阀505接第二惰性气源508，第二通管504经第二电磁阀506接真空泵509；
67.步骤四、惰性气氛：打开第一电磁阀505、第二电磁阀506，打开第二惰性气源508，
使惰性气体进入第二支管203，惰性气体会先由主管201经第二电磁阀506流出，排出主管201内部的空气，一段时间后，关闭第二电磁阀506密封主管201，继续通惰性气体，惰性气体将由进液管210进入第一支管202，排除第一支管202内部的空气，打开第一惰性气源507，逐渐排出密封罩5内的空气，此时切断第二惰性气源508，关闭第一电磁阀505，一段时间后标准毛细管粘度计2整体处于惰性气氛下；
68.步骤五、恒温：将槽体8设置目标温度，以温度计的测量结果为准，调节至定值温度，恒温20min以上至温度均匀；
69.步骤六、测量：关闭第一电磁阀505使第二支管203密封，打开第二电磁阀506、并打开真空泵509给主管201提供负压，将待测粘度液从贮液球211缓缓地吸入计时球205，打开灯源15，透过观察窗7观察，当粘度液达到液位球204时切断真空泵509；
70.然后，打开第一电磁阀505，使第二支管203接通大气，此时悬液球209内部粘度液快速回流至贮液球211；计时球205内部粘度液在重力作用下沿毛细管件208慢慢流下；透过观察窗7观察，并使用计时设备记录流体的上液面流经上刻度线206和下刻度线207的时差，六次重复实验取平均时间，结合标准毛细管粘度计2常数，由公式υ＝c
·
δt即可得到待测粘度液运动粘度值，进一步的，结合密度测量结果，由公式η＝ρ
·
υ即可得到待测粘度液动力粘度值。
71.本实用新型的工作原理及使用流程：
72.安装：将清洗干净的标准毛细管粘度计2垂直安装在u型架3上，检查标准毛细管粘度计2在u型架3上的位置，当主管201上的毛细管件208与u型架3平行时即可认为标准毛细管粘度计2位置垂直，将升降台6、定位架4和u型架3联结，并调整好与槽体8的相对位置，圆盘件13的中心处安装温度计；
73.装液：使用注射器从第一支管202管口加入待定值粘度液至贮液球211；
74.密封：第一气管501接第一惰性气源507，第二气管502连接大气，第一通管503与第二支管203软连接，第二通管504与主管201软连接，第一通管503外部经第一电磁阀505接第二惰性气源508，第二通管504经第二电磁阀506接真空泵509；
75.惰性气氛：打开第一电磁阀505、第二电磁阀506，打开第二惰性气源508，使惰性气体进入第二支管203，惰性气体会先由主管201经第二电磁阀506流出，排出主管201内部的空气，一段时间后，关闭第二电磁阀506密封主管201，继续通惰性气体，惰性气体将由进液管210进入第一支管202，排除第一支管202内部的空气，打开第一惰性气源507，逐渐排出密封罩5内的空气，此时切断第二惰性气源508，关闭第一电磁阀505，一段时间后标准毛细管粘度计2整体处于惰性气氛下；
76.恒温：将槽体8设置目标温度，以温度计的测量结果为准，调节至定值温度，恒温20min以上至温度均匀；
77.测量：关闭第一电磁阀505使第二支管203密封，打开第二电磁阀506、并打开真空泵509给主管201提供负压，将待测粘度液从贮液球211缓缓地吸入计时球205，打开灯源15，透过观察窗7观察，当粘度液达到液位球204时切断真空泵509；
78.然后，打开第一电磁阀505，使第二支管203接通大气，此时悬液球209内部粘度液快速回流至贮液球211；计时球205内部粘度液在重力作用下沿毛细管件208慢慢流下；透过观察窗7观察，并使用计时设备记录流体的上液面流经上刻度线206和下刻度线207的时差，
六次重复实验取平均时间，结合标准毛细管粘度计2常数，由公式υ＝c
·
δt即可得到待测粘度液运动粘度值，进一步的，结合密度测量结果，由公式η＝ρ
·
υ即可得到待测粘度液动力粘度值。
79.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。