本实用新型专利技术涉及一种能自动定量的毛细管粘度计，毛细管粘度计包括折管式运动粘度计，折管式运动粘度计包括依次连通的进样杯、导流管、横臂、毛细管、测量球泡，以及分别位于测量球泡上方和下方的上刻度线和下刻度线；所述毛细管粘度计还包括支管，支管的一端连通在横臂上；支管的内径小于横臂的内径，且大于毛细管的内径。本实用新型专利技术通过在粘度计横臂上设置支管，使得毛细管中的样品到达上刻度线之前进样杯到支管之间的样品会有足够的时间全部从支管流走，这样就保证样品尾端在支管与横臂连接处的边缘，保证校准粘度计以及每次测试样品时的液柱高度和导流管高度都是相同的，从而提高了粘度的准确性和重复性。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种能自动定量的毛细管粘度计，属于牛顿液体粘度分析领域。
技术介绍
具有流动性的牛顿液体的运动粘度的测量方法有很多种，国内现行的测量方法有毛细管测量法、旋转测量法、落球法、振动法、平板法、粘度杯法。其中毛细测量管法中的重力玻璃毛细管测量法是现有测量方法中精确度最高的方法，也是最普遍使用的方法。玻璃毛细管测量牛顿液体的运动粘度的方法是在某一恒定的温度下，测定一定体积的液体在重力下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，即力该温度下测定液体的运动粘度。国内现用的重力型玻璃毛细管主要分为三种：品氏粘度计、逆流粘度计和乌式粘度计。但这些方法都存在一定的局限性和缺点：1.受被测液体的颜色限制：品氏粘度计、乌式粘度计测量时对粘度计中的被测样品的尾端进行液面判断，毛细管内是从有液体到没有液体，如果被测液体的颜色很深，且挂壁严重则根本判断不了样品的尾端位置，所以品氏粘度计法和乌式粘度计法不能测量颜色很深，且挂壁严重的液体。2.测量速度慢：品氏粘度计、逆流粘度计和乌式粘度计所需要的样品量为15mL左右，因为样品量多在测量之前需要有一个恒温的过程，使被测样品达到目标温度，国标要求必须达到15分钟，如果环境温度和目标温度差别较大甚至需要25分钟。而且把样品长时间暴露在空气中很有可能失去了其原有的特性。应国标的要求，这三种粘度计的测量计时必须大于200秒。这样这三种方法没有任何时效性可言。3.自动化程度低：品氏粘度计法(GB/T265-88)、逆流粘度计法(GB/11137-89)是国内现行粘度测定的两种方法，修定的时间久远。这两种方法应国标的要求，进样都是需要人工将粘度计翻转插入样品中将样品吸起，定量也是由人工在吸样的过程中目测定量，对操作人员的业务熟练程度要求较高。目前这两种方法还没有真正义意上的符合国家标准的自动化产品问世。4.清洗困难：国家标准使用的两种粘度计都是将粘度计拿出来使用各种相对于测量样品清洗效果好的有机溶剂清洗，然后用纯水冲洗干净，最后还要放入烘箱中干燥2小时。长时间接触有机溶剂对操作者的健康有着很大的危害。目前已有带自动清洗功能的产品，但由于粘度计的结构，清洗干燥的时间至少在20分钟以上，大大失去了时效性。而且一次清洗 消耗的有机清洗液至少是50mL至100mL，也是对资源的浪费。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种能解决传统粘度测量仪受样品颜色限制、测量时效性差、清洗困难、自动化程度低、浪费资源等问题的自动粘度仪使用的重力型玻璃毛细管粘度计，本技术成功的实现了自动定量的功能，测量速度快、清洗方便节省清洗液而且完全不受样品的颜色限制。本技术的技术方案是，提供一种能自动定量的毛细管粘度计，包括折管式运动粘度计，所述折管式运动粘度计包括依次连通的进样杯、导流管、横臂、毛细管、测量球泡，以及分别位于测量球泡上方和下方的上刻度线和下刻度线；所述毛细管粘度计还包括支管，支管的一端连通在横臂上，支管与横臂的连通处设在靠近导流管一侧的横臂上；导流管的内径为横臂的内径的1.0-1.5倍，横臂的内径为支管的内径1.2-2.5倍；支管的内径为毛细管内径的1.5-2.5倍。进一步地，毛细管的内径不超过1mm。进一步地，所述支管的长度为10-20mm。进一步地，所述支管的另一端连通封闭管，支管的内径小于封闭管的内径。进一步地，在封闭管上设阀门。进一步地，所述支管的内径为1.2-2.5mm。进一步地，所述横臂的内径为3-5mm。本技术进一步提供一种利用上述的毛细管粘度计测试粘度(运动粘度)的方法，包括以下步骤：(1)封闭支管；(2)在进样杯中加入体积能填充满横臂的样品；(3)待样品流到上刻度线以上40-70mm时，解除对支管的封闭，使支管接通大气；(4)测试样品从上刻度线流至下刻度线所需时间t；样品的粘度v＝c×t；其中，c表示粘度管常数，计算公式为：式中，R—毛细管半径；g—重力加速度；h—液柱高度，即横臂与支管的连通处到下刻度线的高度差；V—上刻度线与下刻度线之间的体积；L—毛细管长度，即横臂与支管的连通处到上刻度线的高度差。此式同公式4，区别在于由于本专利技术对粘度计改进后，液柱高度和毛细管长度的取值会有微小的变化。本技术是在ASTM D7279标准(美国标准)中所提出的折管式运动粘度计法的基础上对粘度管进行改进。ASTM D7279标准中所提出的折管式运动粘度计法测量原理如下：如图1所示：折管式粘度管由进样口，导流管，横臂，毛细管，测量球泡几部分组成。用微量移液器吸取一定量的样品(如0.5毫升)注入进样杯，样品经导流管流入小坡度的横臂，然后进入毛细管，由于样品量少、毛细管内径小，流速慢，样品与毛细管接触充分，样品很快达到目标温度，省出了样品恒温的时间。再由于样品是从上向下流动来充满测量球泡毛细管中是从无样品到有样品的过程，所以不受样品颜色的限制。样品到达上刻度线时，开始计时，到达下刻度线时终止计时记流动时间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1，用粘度管常数乘以t得到。v＝c×t (公式1)v——运动粘度 单位：mm2/sc——粘度管常数 单位：mm2/s2t——实验中测得的流动时间 单位：s根据公式2泊式公式(又称哈根-泊肃叶，Hagen-Poiseuillen定律，)，得到运动粘度计算公式：式中：η—动力粘度；v—运动粘度；R—毛细管半径；g—重力加速度；h—液柱高度，即横臂到下刻度线的高度差；(由于横臂不能完全水平，所以此值的取值误差较大)V—流动体积，即上刻度线与下刻度线之间的体积；t—流动时间，即从上刻度线流至下刻度线的时间，即充满体积V的时间；L—毛细管长度，即横臂到上刻度线的高度差；P—毛细管两端的压力差Q—毛细管的流量ρ—流体样品的密度根据公式1及公式3，得出根据公式4可知：粘度管常数处决于毛细管的内径、长度、重力加速度、液柱高度及流体体积。对于同一根毛细管，半径、长度，流体体积，及重力加速度(同一地点)都已经确定，只要液柱高度(图2中CD段)不变，那么毛细管的常数是确定的。图2中AB段即横臂的长度。为了保证样品进入横臂后能自由流动，顺畅进入毛细管和清洗时清洗液不滞留在横臂处，常常将横臂设计成有一定的坡度。图3中可见h3>h2>h1，对应的c3>c2>c1(粘度管常数)，在计算或者校准粘度管常数时，一般将样品末端控制在横臂中间，对应的粘度管常数c取c2值。由于只有一个常数，因此当环境或者操作人员改变时会带来相应的测量误差，如样品温度高时，粘度小，加样后移液器吸嘴残留量少，进入粘度管的样品多，液柱高度高，为h3所示，常数应为c3，计算时使用的c取值是c2，结果会偏小；反之，当样品温度低，或者样品粘度大时，滞留在微量移液器中的样品多，进入粘度的样品量少，因此液柱短，测量结果会偏大。导致这类误差的主要原因包括：样品温度、样品附着能力、加样速度、样品粘度、粘度管横臂坡度。ASTM D7279标准中对不同常数的粘度计测量不同粘度的样品时的进样量进行了规定，但粘度计属于玻璃制品，现有的加工枝术都是人工吹制，同一常数的两本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种能自动定量的毛细管粘度计，包括折管式运动粘度计，所述折管式运动粘度计包括依次连通的进样杯(1)、导流管(2)、横臂(3)、毛细管(4)、测量球泡(5)，以及分别位于测量球泡(5)上方和下方的上刻度线(6)和下刻度线(7)；其特征在于，所述毛细管粘度计还包括支管(8)，支管(8)的一端连通在横臂(3)上，支管(8)与横臂(3)的连通处设在靠近导流管(2)一侧的横臂(3)上；导流管(2)的内径为横臂(3)的内径的1.0‑1.5倍，横臂(3)的内径为支管(8)的内径1.2‑2.5倍；支管(8)的内径为毛细管(4)内径的1.5‑2.5倍。
【技术特征摘要】
1.一种能自动定量的毛细管粘度计，包括折管式运动粘度计，所述折管式运动粘度计包括依次连通的进样杯(1)、导流管(2)、横臂(3)、毛细管(4)、测量球泡(5)，以及分别位于测量球泡(5)上方和下方的上刻度线(6)和下刻度线(7)；其特征在于，所述毛细管粘度计还包括支管(8)，支管(8)的一端连通在横臂(3)上，支管(8)与横臂(3)的连通处设在靠近导流管(2)一侧的横臂(3)上；导流管(2)的内径为横臂(3)的内径的1.0-1.5倍，横臂(3)的内径为支管(8)的内径1.2-2.5倍；支管(8)的内径为毛细管(4)内径的1.5-2.5倍...
【专利技术属性】
技术研发人员：石强，朱自强，
申请(专利权)人：湖南慑力电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43
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