一、設(shè)計目標(biāo)與要求

1、設(shè)計目標(biāo)

    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(tǒng)提供設(shè)定溫度并嚴(yán)格控溫的恒溫浴，將裝有潤滑油產(chǎn)品的粘度計管放入恒溫浴中，根據(jù)樣品在經(jīng)校準(zhǔn)的毛細(xì)管粘度計受重力作的流動情況，測定該產(chǎn)品的運動粘度。

2、設(shè)計要求

    該設(shè)備要求在250℃~300℃高溫區(qū)長期穩(wěn)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(shè)計。

3、技術(shù)參數(shù)

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(shè)計方案內(nèi)容

    大連北港石油儀器有限公司提供的設(shè)計方案為采用進口電機、控溫系統(tǒng)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(nèi)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(shù)學(xué)原理，通過加熱管實現(xiàn)溫度控制。由智能控溫儀表電路實現(xiàn)定點控溫。智能數(shù)顯溫控儀具有PID自整定功能，能夠適應(yīng)各種環(huán)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(tài)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(jié)構(gòu)圖

3、技術(shù)難點及解決方案

    在250℃~300℃高溫區(qū)檢測運動粘度通常會遇到兩個技術(shù)難點，其一，在高溫狀態(tài)下浴缸的強度和內(nèi)部應(yīng)力變化能否保證浴缸長期穩(wěn)定的工作；其二，攪拌電機內(nèi)部軸承和電感線圈的適應(yīng)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(dǎo)熱量引起電機溫度升高。解決這個問題我們選用自帶風(fēng)扇的優(yōu)質(zhì)罩極電機。罩極電機自身產(chǎn)生的熱量很小可以常年連續(xù)工作，電機自身的風(fēng)扇可以大部分抵消攪拌桿傳導(dǎo)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(qū)，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(zhuǎn)。同時還要解決攪拌桿傳熱問題，選擇耐腐蝕和低導(dǎo)熱系數(shù)材質(zhì)作為攪拌桿材料，必要時還要在連接機構(gòu)采用絕熱材料。

    ⑵浴缸的材質(zhì)是浴缸耐熱的關(guān)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(wěn)定的工作，避免加熱太快受熱不均勻或溫度太高發(fā)生爆裂事故，保證試驗過程的安全性。浴缸的結(jié)構(gòu)采用無棱角圓底結(jié)構(gòu)，可以減少局部受熱產(chǎn)生的應(yīng)力，升溫速度均勻、攪拌均勻都有助于減少應(yīng)力的產(chǎn)生。

    ⑶解決以上兩個技術(shù)難點同時采用先進模糊控制原理和PID自整定技術(shù)，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(qū)長期穩(wěn)定的工作。

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