李 詠

(成都航利(集團(tuán))實業(yè)有限公司, 四川 成都 611937)

4109合成潤滑油運動粘度測量不確定度評估

李 詠

(成都航利(集團(tuán))實業(yè)有限公司, 四川 成都 611937)

該文介紹了4109合成潤滑油運動粘度測量過程中測量結(jié)果不確定度的評估方法、從測量程序各步驟評定了不確定度的各項來源，對運動粘度測定過程中的主要不確定度分量進(jìn)行了合理評定，得出了運動粘度測量結(jié)果的合成不確定度。對不確定度評定表明，在運動粘度測定中重復(fù)性測量、試驗溫度傳感器、測量時間、粘度計常數(shù)等對試驗結(jié)果都有一定影響，因此在試驗過程中應(yīng)嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗，提高試驗準(zhǔn)確性。

4109合成潤滑油；運動粘度；測量；不確定度；評定

一切測量結(jié)果都不可避免地具有不確定度，測量不確定度是評估測量水平的指標(biāo)，是判斷測量結(jié)果的依據(jù)[1-2]。運動粘度是潤滑油重要的質(zhì)量指標(biāo)，它對機(jī)械運動的起動性能、磨損程度、功率損失大小以及潤滑油消耗都有直接影響。特別對于各種潤滑油分類、分級、質(zhì)量鑒定和確定用途等都有決定性作用。運動粘度試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性取決于各種試驗參數(shù)，如重復(fù)性測量、試驗溫度、粘度計選擇和測量時間等。

本文闡述了4109合成潤滑油運動粘度測量時不確定度的評估方法，運動粘度測量結(jié)果不確定度評估可以提高檢測結(jié)果的可靠性，增強(qiáng)檢測結(jié)果之間的可比性。

1 試驗與計算

1)主要原料及設(shè)備

使用4109合成潤滑油[3]及KV-1運動粘度恒溫槽；采用GB/T265-1988[4]方法進(jìn)行試驗。

2)試驗

在100℃的恒溫浴中(采用溫度傳感器系統(tǒng)指示)，用時間計時器(采用秒表)測量一定體積的樣品在重力作用下流過一個標(biāo)定好的玻璃毛細(xì)管粘度計的時間，在重復(fù)性條件下，每組至少測量4次。毛細(xì)管粘度計常數(shù)與測量的試樣平均流動時間的乘積為該溫度下所測樣品的運動粘度[5]。要求恒溫浴(100±0.1)℃，選擇合適的毛細(xì)管粘度計常數(shù)使所測的流動時間大于200 s。潤滑油在溫度t時運動粘度為：

νt=CT

(1)

式中：νt為樣品在溫度tc時的運動粘度(mm2/s)；C為毛細(xì)管粘度計常數(shù)(mm2/s2)；T為定量液體流過毛細(xì)管所用的時間(s)。

2 不確定度的來源

4109合成潤滑油運動粘度測量不確定的來源由以下4部分組成。

1)4109合成潤滑油運動粘度重復(fù)性測量引入的不確定度分量Up1；

2)溫度傳感器系統(tǒng)引起的不確定度Up2；

3)測量時間引入的不確定度分量Up3；

4)毛細(xì)管粘度計引入的不確定度分量Up4。

3 各種不確定的確定

本文對4109合成潤滑油各種不確定度分析[7-8]如下。

3.1 重復(fù)性測量引入的不確定度分量Up1

在重復(fù)性條件下，對同一4109合成潤滑油試樣從取樣開始重復(fù)測量5次，測量結(jié)果如表1所示，經(jīng)過5次重復(fù)等精度的測量，計算得到：

則100℃溫度下的4109合成潤滑油運動粘度的平均值為3.730 mm2/s，單次測量的實驗室標(biāo)準(zhǔn)差U(v)為0.004 41 mm2/s，重復(fù)性測量引入Up1為0.001 18。

表1 同一試樣連續(xù)5次試驗數(shù)據(jù)

3.2 溫度傳感器系統(tǒng)引起的不確定度Up2

測量運動粘度時所用的溫度傳感器安裝在恒溫槽內(nèi)，恒溫槽通過整體校準(zhǔn)，恒溫槽測量范圍為0～100℃，最小分度為0.01℃，根據(jù)GB/T265—1988規(guī)定，試驗溫度必須保持恒定到±0.1℃，表2是溫度變化對運動粘度的影響，從表2可以看出，當(dāng)溫度從99.0℃變化到101.0℃時，運動粘度變化率為(3.771-3.681)/(101.0-99.0)=0.045 mm2/s·℃。假設(shè)測量運動粘度時溫度波動在±0.1℃，是均勻分布，則測量溫度變化帶來的不確定度為：

表2 溫度對運動粘度的影響

3.3 測量時間引入的不確定度Up3

用于測量時間的秒表的分辨率為1 s，區(qū)間半寬為0.5 s。平均流動時間為270.8 s，最大允許誤差為1 s，其分布為矩形分布，其相對不確定度為：

3.4 毛細(xì)管粘度計引入的不確定度Up4

4 4109合成潤滑油運動粘度測量的合成不確定度

綜上所述，4109合成潤滑油運動粘度測量時的合成不確定度：

運動粘度vt=CT

本次測量運動粘度的結(jié)果為3.730mm2/s

每個分量有關(guān)的不確定度合成為：

Up=0.007 56v=0.007 563.730=0.028 mm2/s

當(dāng)依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T265—1988測量4109合成潤滑油運動粘度時，其合成不確定度為0.028 mm2/s，擴(kuò)展不確定度為0.056 mm2/s，包含因子K=2。則本次測量4109合成潤滑油的運動粘度為(3.730±0.056)mm2/s。

表3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量表

5 結(jié)束語

在4109合成潤滑油運動粘度測量整個過程中，重復(fù)性測量、試驗溫度傳感器、測量時間和粘度計常數(shù)等對試驗結(jié)果都有一定影響，因此在試驗過程中應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗，提高試驗的準(zhǔn)確性。

[1]李慎安，施昌彥，劉風(fēng)，等.JJF1059-1999 測量不確定度評定與表示[S].北京：國家計量出版社，1999.

[2]國家技術(shù)監(jiān)督局計量司.測量不確定度評定與表示指南[M].北京：國家計量出版社，2005.

[3]顏自力，翟云世，胡大華，等。GJB135A—1998.合成航空潤滑油規(guī)范[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)化出版社，1998.

[4] GB/T265—1988石油產(chǎn)品運動粘度測定和動力粘度計算法[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)化出版社，1988.

[5] 李詠，楊曉飛。潤滑油運動粘度測定影響因素分析[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2010,8(4):16-18。

[6]全國化工標(biāo)準(zhǔn)物資委員會.分析測試質(zhì)量保證[M].遼寧：遼寧大學(xué)出版社，2004：590-591.

[7]張海濱.王中宇.劉智敏.測量不確定度的驗證研究[J].計量學(xué)報，2007，3(28)；193-197。

[8]王中宇.張海濱.劉智敏.測量不確定度最大殘差系數(shù)的一種新算法[J].計量學(xué)報，2006，3(27)：201-205。

[9]倪育才.實用測量不確定度評定[M].2版.北京：中國計量出版社，2007.

[10] 中國合格評定國家認(rèn)可委員會.CNAS-GL28:2010石油石化領(lǐng)域理化檢測測量不確定度評估指南及實例[S].北京：中國計量出版社，2010,47-87.

Evaluation of the Uncertainty of Measurement of the Kinematic Viscosity of Compound Lube 4109

LI Yong

(Chengdu Holy Industry & Commerce CRP.LTD.(GROUP) Chengdu, 611937)

In this paper, the evaluation method of the uncertainty of measurement results of 4109 synthetic lubricating oil kinematic viscosity measurement is introduced.The sources of uncertainty are evaluated from each step of the measurement procedure, and the main uncertainty component in the process of kinematic viscosity measurement is analyzed..Uncertainty evaluation shows that the repeatability of measurement and test, such as temperature sensor, measurement time, viscometer constant have certain influence on the test results, therefore in the process of test we should carry on the test strictly in accordance with the standard test process to improve the test accuracy.

compound lube 4109；kinematic viscosity；measure；uncertainty of measurement；evaluation of uncertainty

2015-07-12；修改日期:2015-10-11

李詠(1976-)，女，高級工程師，主要從事非金屬材料、油料、涂料等的分析研究工作。

TB9

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2017.01.005