一种布氏黏度计的校准装置及校准方法与流程

本发明涉及黏度计校准，特别是涉及一种布氏黏度计的校准装置及校准方法。

背景技术：

1、随着我国城市交通的发展，沥青路面因为具有行车舒适等特点，使得城市道路90％以上为沥青路面。沥青是以高分子量的沥青质为溶质，以低分子量的软沥青质(树脂和油分)为溶剂的高分子溶液。通常沥青的路用性能包括粘滞性、粘附性、感温性、高温稳定性、低温抗裂性、抗老化性等。其中，沥青的粘附性是指沥青与集料之间相互作用所产生的物理吸附和化学吸附的能力。沥青与集料的粘附性直接影响沥青路面的使用质量和耐久性，所以粘附性是评价沥青技术性能的重要指标之一。

2、目前，jtg e20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》是交通运输行业为规范和统一沥青及沥青混合料的试验方法、保证公路工程沥青及沥青混合料的质量制定的规范。其中，包含关于沥青粘附性试验共计9个，对应测试不同黏度单位的沥青粘滞性。布氏黏度计是旋转法测定道路沥青45℃以上温度范围内的沥青的表观黏度(t0625-2011沥青旋转黏度试验)，主要测试温度为60℃、135℃、175℃等温度点。该设备具有直接显示黏度、扭矩、剪切应力、剪切率、转速和试验温度等项目的功能。

3、针对上述中布氏黏度计的相关技术，发明人发现，目前在我国交通运输行业没有该设备的计量检定规程或校准规范，没有可依据的通用方法实现对该设备的量值溯源，难以保证设备的准确度。为此，发明人建立了一种针对交通运输行业专用的布氏黏度计的校准方法及校准装置。

技术实现思路

1、本发明主要解决的技术问题是提供一种布氏黏度计的校准装置，建立了交通运输行业专用的布氏黏度计的校准方法及校准装置。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种布氏黏度计的校准装置，包括：支座和连接在支座上的支撑杆，所述支撑杆上连接有布氏黏度计，其特征在于，所述布氏黏度计的测试杆下端套装连接有过渡连接管，所述过渡连接管的下端内孔可拆卸连接有转子；

3、还包括盛样筒、螺旋叶片、若干支撑柱体和设置在盛样筒外侧的恒温筒体，所述螺旋叶片的外表面与恒温筒体的内壁连接，内表面与盛样筒滑动连接，适于形成螺旋腔体，所述支撑柱体间隔设置且上端与盛样筒抵触连接，下端与恒温筒体内的底部连接，所述盛样筒内盛有黏度标准物质；

4、所述过渡连接管的外圆可拆卸连接有条形安装板，所述条形安装板的一端下平面连接有伸入盛样筒内的搅拌板；

5、还包括恒温控制系统和测温系统，所述恒温控制系统包括恒温控制器、进液管、出液管和注入到螺旋腔体内的导热油，所述进液管的一端连接在恒温筒体外圆面的上端且进液管的内孔与螺旋腔体连通，另一端与恒温控制器的出液口连接，所述出液管的一端连接在恒温筒体外圆面的下端且出液管的内孔与螺旋腔体连通，另一端与恒温控制器的进液口连接。

6、通过采用上述技术方案，盛样筒内盛入黏度标准物质，并且盛样筒放置在恒温筒体内，启动恒温控制器后，向恒温筒体内添加适量的导热油，导热油的液面高于黏度标准物质的液面，将转子上的圆柱形杆体通过过渡连接管与布氏黏度计的测试杆连接，圆柱形杆体伸入黏度标准物质内至一定的深度，设置恒温控制器对导热油进行加热，导热油循环流过螺旋腔体对黏度标准物质进行加热，布氏黏度计与外部的电源连接，布氏黏度计工作带动转子和搅拌板在黏度标准物质内转动，使黏度标准物质被均匀加热至一定温度，布氏黏度计工作带动转子在黏度标准物质内转动，布氏黏度计在对应的温度时重复测试多次，得出旋转黏度的测量结果。

7、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述转子包括圆柱形杆体和横向旋转杆，所述横向旋转杆穿设在圆柱形杆体的下端。

8、通过采用上述技术方案，圆柱形杆体和横向旋转杆伸入黏度标准物质中，布氏黏度计带动圆柱形杆体和横向旋转杆做圆周转动，从而测量出黏度标准物质的黏度。

9、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述测温系统包括与测量盛样筒内壁接触的环形测温组件和伸入黏度标准物质的旋转式测温组件。

10、通过采用上述技术方案，通过环形测温组件的使用，便于测量靠近盛样筒内壁黏度标准物质的温度，通过旋转式测温组件的使用，便于测量盛样筒内部靠近中心处的黏度标准物质的温度。

11、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述环形测温组件包括环形杆、若干第一圆板状温度传感器、l形杆和带有刻度的竖杆，所述竖杆上套装有圆环滑块，所述l形杆的一端与环形杆连接，另一端与圆环滑块连接，所述圆环滑块上螺纹穿设有蝶形螺栓，所述第一圆板状温度传感器环形阵列连接在环形杆上，所述第一圆板状温度传感器的一个端面与盛样筒的内壁适配。

12、通过采用上述技术方案，通过第一圆板状温度传感器的使用，可以测量盛样筒内壁在圆周方向的不同区域黏度标准物质的温度，调节圆环滑块在竖杆上的不同高度，可以测量盛样筒内壁在竖直方向的不同区域黏度标准物质的温度。

13、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述旋转式测温组件包括第二圆板状温度传感器和第三圆板状温度传感器，所述第二圆板状温度传感器与横向旋转杆连接，所述第三圆板状温度传感器连接在圆柱形杆体的底端。

14、通过采用上述技术方案，通过布氏黏度计工作带动第二圆板状温度传感器和第三圆板状温度传感器做圆周转动，第二圆板状温度传感器和第三圆板状温度传感器可以测量盛样筒内靠近中心处不同区域黏度标准物质的温度。

15、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述过渡连接管的外圆在竖直方向间隔螺旋穿设有两个蝶形螺栓，上方的所述蝶形螺栓的前端与布氏黏度计的测试杆紧密连接，下方的所述蝶形螺栓的前端与圆柱形杆体紧密连接。

16、通过采用上述技术方案，通过过渡连接管的使用，便于将布氏黏度计的测试杆和转子间接连接。

17、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述条形安装板上开设有开口槽，所述开口槽卡接在过渡连接管的外圆，所述条形安装板的一个侧边螺旋穿设有蝶形螺栓，所述蝶形螺栓的前端与过渡连接管的外圆紧密连接。

18、通过采用上述技术方案，条形安装板上的开口槽卡接在过渡连接管的外圆，再转动蝶形螺栓使其前端与过渡连接管紧密接触，方便对条形安装板进行安装及拆卸。

19、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述支座与恒温筒体之间连接有隔热垫板。

20、通过采用上述技术方案，通过隔热垫板的设置，减少热量向下方传输。

21、一种布氏黏度计的校准方法，包括：对温度示值误差、旋转黏度示值相对误差、旋转黏度测量重复性和容量筒尺寸的测试：

22、温度示值误差测试包括以下步骤：

23、a)将盛样筒放入恒温筒体中；

24、b)启动布氏黏度计；

25、c)将恒温控制器的加热温度设为t℃；

26、d)盛样筒内盛入黏度标准物质至2/3高度，放入恒温筒体中，待温度示数达到时，保持15min；

27、e)布氏黏度计带动搅拌板转动3min，第一圆板状温度传感器、第二圆板状温度传感器和第三圆板状温度传感器显示温度示值；

28、f)按式(1)计算布氏黏度计的在t℃的示值误差δt：

29、

30、式中：

31、δt—布氏黏度计的在t℃的温度示值误差，℃；

32、t—布氏黏度计的设置温度，℃；

33、—测温仪3次记录的t℃示值的平均值，℃；

34、g)分别计算布氏黏度计在t＝25℃、135℃、175℃时的温度示值误差，以最大值作为布氏黏度计温度示值误差；

35、旋转黏度示值相对误差测试包括以下步骤：

36、a)将黏度标准物质、转子等需在室温下恒温放置两个小时以上；

37、b)将适量黏度标准物质沿容器内壁装入规定尺寸的盛样筒，加样时应避免样品遗失或出现气泡；

38、c)将布氏黏度计测量温度设置为60℃，，静置1个小时以上；

39、d)按照仪器说明书选择转速，启动测量程序；

40、e)当测量程序提示测量结束后，读取布氏黏度计的旋转黏度示值

41、f)提升转子，清洁转子和盛样筒的表面；

42、g)按照步骤d)-f)，重复试验6次，按式(2)计算旋转黏度测值η*，

43、将η*记为旋转黏度的测量结果；

44、

45、式中：

46、η*—旋转黏度测值，mpa·s；

47、—第i次测得的旋转黏度测值，mpa·s,i＝1,2,3。

48、h)按式(3)计算旋转黏度示值相对示值误差δ；

49、

50、式中：

51、δ—旋转黏度示值相对示值误差；

52、η—黏度标准物质的动力黏度标称值，mpa·s；

53、r)分别计算布氏黏度计在黏度标准物质测试温度在60℃、100℃、135℃时旋转黏度示值误差，以最大值作为旋转黏度示值误差。

54、旋转黏度测量重复性测试如下：

55、采用旋转黏度示值相对误差测试步骤种测量所得的旋转黏度的测量值按式(4)计算重复性标准偏差s，按式(5)计算第i次测量的旋转黏度相对示值误差δi；

56、

57、式中：

58、s—重复性标准偏差；

59、—6次测量中旋转黏度的平均值，i＝1,…，6；

60、n—测量次数，取6；

61、容量筒尺寸要求如下：

62、a)用游标卡尺在盛样筒的筒口均匀选取三个测点，测量盛样筒的内径ri；

63、b)取3次测量平均值为盛样筒内径测量结果按式(5)计算盛样筒的内径示值误差rδ；

64、

65、式中：

66、rδ—盛样筒的内径示值误差，mm；

67、r0—盛样筒的内径标称值，mm；

68、—盛样筒的内径3次测量的平均值，mm；

69、c)用用游标卡尺在盛样筒的筒口均匀选取三个测点，测量盛样筒的桶内长度 li；

70、d)取3次测量平均值为盛样筒的桶内长度测量结果按式(6)计算盛样筒的内径示值误差lδ；

71、

72、式中：

73、lδ—盛样筒的桶内长度示值误差，mm；

74、l0—盛样筒的桶内长度标称值，mm；

75、—盛样筒的桶内长度3次测量的平均值，mm。

76、综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：通过螺旋腔体设置，使得恒温控制器加热的导热油对盛样筒的外表面均匀加热，通过条形安装板的使用，便于对黏度标准物质进行搅拌，达到均匀加热的目的；通过对温度示值误差、旋转黏度示值相对误差、旋转黏度测量重复性和容量筒尺寸的测试，从而得出交通运输行业布氏黏度计的校准方法，即给出技术参数要求及测试方法。