KVL3000C 高精度烏氏粘度儀標準操作程序（SOP）

一、試驗目的

二、適用范圍

1. 運動粘度測定：牛頓流體在 40℃、100℃等標準溫度下的運動粘度測量。

2. 特性粘度計算：通過稀釋法測定高聚物溶液的特性粘度，推算分子量（需結合 Mark-Houwink 方程）。

3. 標準兼容性：符合 GB/T 265、ASTM D445、ISO 3105 等標準要求。

三、引用標準

• GB/T 265《石油產品運動粘度測定法和動力粘度計算法》

• ASTM D445《Standard Test Method for Kinematic Viscosity of Transparent and Opaque Liquids》

• ISO 3105《Rheometry - Capillary viscometers for determination of kinematic viscosity》

• GB/T 39560 系列《電子電氣產品中有害物質檢測方法》（校準用標準溶液）

四、儀器與材料

4.1 主要儀器

• KVL3000C 高精度烏氏粘度儀：

• 智能溫控系統：控溫范圍室溫～150℃，精度 ±0.01℃；

• 多通道自動計時模塊：分辨率 0.001 秒，支持 7 組獨立計時；

• 內置數據處理軟件：自動計算粘度值并生成 CSV 報告；

• 雙孔恒溫浴：攪拌均勻性≤±0.01℃，適配烏氏毛細管粘度計（內徑可選 0.4~1.5mm）。

• 電子天平：精度 0.0001g（用于高聚物溶液配制）。

• 秒表：精度 0.01s（備用，以防計時模塊故障）。

4.2 輔助材料

• 標準粘度油：GBW (E) 130005 系列，用于粘度計常數校準。

• 溶劑：甲苯、石油醚、無水乙醇（清洗用）。

• 過濾裝置：0.45μm 微孔濾膜（處理含雜質樣品）。

• 恒溫水浴液體：

• ≤40℃：蒸餾水或乙二醇溶液；

• 40~100℃：硅油或甘油。

五、人員職責

• 試驗員：負責樣品處理、儀器操作、數據記錄及結果計算。

• 復核員：檢查恒溫浴溫度穩定性、粘度計垂直度及數據重復性。

• 設備管理員：定期校準溫控系統、維護粘度計并記錄。

六、試驗步驟

6.1 試驗前準備

6.1.1 樣品處理

1. 常規樣品：若含機械雜質，用 0.45μm 濾膜過濾；高聚物溶液需提前溶解并靜置脫氣（建議超聲處理 10 分鐘）。

2. 高粘度樣品：

• 加熱至低于閃點 10℃（如 50℃）以降低粘度，但需避免輕組分揮發；

• 若仍無法流動，可按 1:1 比例加入甲苯稀釋，記錄稀釋倍數。

6.1.2 粘度計選擇與清洗

1. 內徑選擇：根據預估粘度范圍選擇毛細管內徑，確保流動時間在 100~600 秒（推薦 200~300 秒）。例如：

• 低粘度樣品（<50mm2/s）：0.4mm 內徑；

• 中高粘度樣品（50~1000mm2/s）：0.8mm 內徑。

2. 清洗流程：

• 依次用石油醚、乙醇沖洗粘度計，頑固污漬用鉻酸洗液浸泡后沖洗；

• 烘干溫度≤80℃，避免變形。

6.1.3 儀器檢查與恒溫浴準備

1. 溫控系統：檢查溫度顯示值與實際值偏差≤±0.01℃，攪拌裝置運行正常。

2. 浴液注入：按試驗溫度選擇浴液，液面需浸沒粘度計擴張球≥20mm。

6.2 裝樣與恒溫

1. 裝樣操作：

• 用清潔干燥的移液管沿支管緩慢注入樣品至標線 a 上方，避免氣泡；

• 垂直固定粘度計于支架，垂直度偏差≤0.5°（可通過內置水平儀校準）。

2. 恒溫時間：常規樣品 15~20 分鐘，粘稠樣品 20~30 分鐘，確保內外溫度一致。

6.3 流動時間測定（自動化操作）

1. 參數設置：

• 在儀器觸控屏輸入粘度計常數（通過標準粘度油校準獲得）；

• 選擇試驗溫度及計時模式（單次 / 連續）。

2. 自動測量：

• 啟動真空泵將樣品液面升至 a 線以上 5mm，釋放后自動開始計時；

• 液面彎月面下緣通過 a 線時觸發 “開始"，通過 b 線時觸發 “停止"，記錄時間（精確至 0.001s）。

3. 重復測定：至少進行 4 次有效測量，相鄰兩次流動時間差值需滿足：

• 流動時間≤200 秒時，絕對偏差≤0.05 秒；

• 流動時間＞200 秒時，相對偏差≤0.1%。

6.4 結果計算（軟件自動處理）

6.4.1 運動粘度計算

• $\nu$：運動粘度（mm2/s）；

• $c$：粘度計常數（mm2/s2，通過標準粘度油校準獲得）；

• $t$：平均流動時間（s）。

6.4.2 特性粘度計算（高聚物溶液）

1. 稀釋法：依次加入溶劑稀釋，測定不同濃度下的流動時間$t_1,t_2,\dots$；

2. 數據處理：

• 計算相對粘度${\eta }_r=t/t_0$，增比粘度${\eta }_{sp}={\eta }_r?1$；

• 繪制${\eta }_{sp}/c$和$\ln {\eta }_r/c$對$c$的雙對數圖，外推至$c=0$得到特性粘度$[\eta ]$。

6.5 校準與溫度修正

1. 粘度計常數校準：

• 用標準粘度油（已知粘度${\nu }_s$）測定流動時間$t_s$，計算$c={\nu }_s/t_s$。

2. 溫度修正：若溫度計偏差＞±0.01℃，需用標準溫度計測量實際溫度并調整溫控參數。

七、注意事項

1. 氣泡控制：

• 裝樣時若有氣泡，輕敲粘度計或用細針挑破，否則流動時間偏短；

• 高聚物溶液需提前脫氣（如超聲處理）。

2. 垂直要求：粘度計傾斜會導致流動時間縮短，結果偏小，需定期校準水平度。

3. 安全防護：

• 高溫浴操作需戴防燙手套，浴液嚴禁使用易燃液體；

• 使用甲苯等溶劑時需在通風櫥內操作。

4. 異常處理：

• 流動時間異常時，檢查毛細管堵塞或樣品降解；

• 恒溫浴溫度波動＞±0.05℃時，停止試驗并檢修。

八、維護與校準周期

1. 日常維護：每次使用后清洗粘度計，干燥存放；定期更換浴液。

2. 定期校準：

• 每 3 個月用標準粘度油校準粘度計常數；

• 每年由計量機構校準溫控系統。

九、記錄表單

• 《KVL3000C 運動粘度試驗記錄表》（含溫度、時間、粘度計常數等）；

• 《粘度計校準記錄》；

• 《溫度修正記錄》。

十、附錄

• 粘度計常數校準方法（見 6.5.1）；

• 標準粘度油參數表。

• V1.0（2025-08-25）：首ci發布