一、設計目標與要求

1、設計目標

    該儀器用于檢測潤滑油在250~300℃高溫工作條件下的運動粘度性能。

    該儀器通過加熱系統提供設定溫度并嚴格控溫的恒溫浴，將裝有潤滑油產品的粘度計管放入恒溫浴中，根據樣品在經校準的毛細管粘度計受重力作的流動情況，測定該產品的運動粘度。

2、設計要求

    該設備要求在250℃~300℃高溫區長期穩定工作，能夠控制溫度精度在±0.1℃，同時保證使用的安全性。除工作溫度提高外，其余均按GB/T 265-88試驗方法要求進行設計。

3、技術參數

控溫范圍：室溫～300℃

控溫精度：±0.1℃.

攪拌電機功率：20W

輸入功率：1.5KW

電源：AC220V、50HZ

二、設計方案內容

    大連北港石油儀器有限公司提供的設計方案為采用進口電機、控溫系統和恒溫浴缸，保證儀器的最高工作溫度為300℃，短期最高使用溫度為320℃，300℃以內精度可達到±0.1℃，300℃以上精度可達到±0.5℃ 。

1、工作原理

    該儀器采用了模糊數學原理，通過加熱管實現溫度控制。由智能控溫儀表電路實現定點控溫。智能數顯溫控儀具有PID自整定功能，能夠適應各種環境條件，使控溫點達到更高精度（見原理圖）。

                 

圖一、運動粘度測定儀原理圖

2、結構圖

    該儀器由上蓋部分、恒溫浴缸部分和控制操作部分組成（見結構圖）。上蓋部分包括頂蓋、攪拌電機、加熱器、傳感器，恒溫浴缸部分包括高溫浴缸和保溫玻璃罩，控制操作部分包括控制箱體、控溫儀表、固態繼電器等，配件包括粘度計管、粘度計卡套和溫度計等。

                         

                                                                圖二、運動粘度測定儀結構圖

3、技術難點及解決方案

    在250℃~300℃高溫區檢測運動粘度通常會遇到兩個技術難點，其一，在高溫狀態下浴缸的強度和內部應力變化能否保證浴缸長期穩定的工作；其二，攪拌電機內部軸承和電感線圈的適應溫度范圍有限，不能長期承受200℃以上的高溫。具體解決方案如下：

    ⑴電機耐熱溫度一般在70℃~110℃，浴缸溫度達到300℃時，攪拌桿傳導熱量引起電機溫度升高。解決這個問題我們選用自帶風扇的優質罩極電機。罩極電機自身產生的熱量很小可以常年連續工作，電機自身的風扇可以大部分抵消攪拌桿傳導的熱量。電機與浴缸蓋之間還有一個隔熱板，隔熱板可以使浴缸蓋和電機之間分成兩個溫區，通過空氣的自然對流，大大降低了浴缸溫度對電機的影響，保證電機的長時間運轉。同時還要解決攪拌桿傳熱問題，選擇耐腐蝕和低導熱系數材質作為攪拌桿材料，必要時還要在連接機構采用絕熱材料。

    ⑵浴缸的材質是浴缸耐熱的關鍵。該儀器采用專門定制的耐熱的硼化玻璃，適量的增加硼的含量會使浴缸耐熱溫度提高，采用特殊的褪火工藝能夠使玻璃在300℃長期穩定的工作，避免加熱太快受熱不均勻或溫度太高發生爆裂事故，保證試驗過程的安全性。浴缸的結構采用無棱角圓底結構，可以減少局部受熱產生的應力，升溫速度均勻、攪拌均勻都有助于減少應力的產生。

    ⑶解決以上兩個技術難點同時采用先進模糊控制原理和PID自整定技術，保證儀器升溫速度均勻，浴缸攪拌均勻，就可以保證儀器具有精確控制性能，在250℃~300℃高溫區長期穩定的工作。

    ⑷粘度計管采用進口材質，能夠在300℃高溫下正常使用。粘度計卡套設有調整螺絲，可調整水平，粘度計裝卡非常方便。