CCS-2050/2100冷启动模拟机的校准方法

李必龙,范圣业

(1.中国石化润滑油股份有限公司荆门分公司， 湖北 荆门 448002；2.大连发电有限责任公司，辽宁 大连 116035)

0 引言

CCS-2050/2100冷启动模拟机，用于测定发动机油的表观黏度。该仪器使用一段时间后，需按方法标准GB/T 6538-2010要求，定期对该仪器进行核查和校准，以确保测试数据的准确性。周期性核查时，发现测试结果已经超差。 本文详述了CCS-2050/2100冷启动模拟机在-10～-35 ℃温度范围的校准方法(方法标准GB/T 6538-2010《发动机油表观黏度的测定 冷启动模拟机法》，其适用范围为-5～-35 ℃。由于公司样品不涉及-5 ℃温度点，暂不做校准。此次校准温度范围仅为-10～-35 ℃，特此说明。)。

1 适用范围

本次校准温度范围为-10～-35 ℃，剪切应力约为50000 ～100000 Pa，剪切速率为105～104s-1，发动机油的表观黏度约为800～25000 mPa·s。

2 方法标准

(1)ASTM D2602，ASTM D5293-15。

(2)GB/T 6538-2010。

3 仪器设备

(1)自动冷启动模拟机：包括一个驱动定子中转子的直流(DC)电动机，一个转子转速探测器或测定转子速度的转速计，一个直流安培计和微电流调节旋钮；一个定子温度控制系统，能保证温度控制在设定温度的±0.05 ℃以及一个与温度控制系统配合使用的冷却剂循环器，一台计算机，计算机接口和试验样品进样泵。

(2)校正过的热电偶：用于指示试验温度。温度传感器与定子内表面的接触必须有良好的热接触；定期清洗定子的内表面并替换高含银的导热介质。

(3)制冷系统：为冷却剂提供冷量,使其温度低于试验温度至少10 ℃。当制冷温度需要低于-30 ℃时，可能需要一个两级制冷系统，CCS与制冷机之间的连接管要尽可能的短(要小于1 m)且要有好的隔热效果。制冷剂，由冷却液(乙二醇+防腐蚀添加剂+抗泡沫添加剂)和水(1∶9)配制而成，以保证稳定的温度控制。

4 前期核查

校准前，用标油核查，结果见表1，超差。

表1 校准前的核查结果

5 校准方法

(1)运行Visc Pro CCS(版本1.27.04)软件

以管理员身份登录。

(2)温度校准

1)温度确认：使用温度确认插头，确认仪器准确地计算了正确的温度。

2)从仪器的后面板拔掉温度传感器插头，插上TVP的蓝色插头。

3)从电脑软件的窗口中点击SERVICE(服务)→CCS Temperature Verification Servise (CCS温度确认服务)，在弹出的窗口中输入对应的TVP插头的电阻值，并记录显示的温度差异值。

4)用第二个插头重复以上操作。

5)记录的温度差值小于0.06 ℃，直到符合要求。

(3)转速校准

1)马达电流：在电脑软件上选择“设定马达电流”选项，在-20 ℃的温度下运行CL250(黏度值3500 mPa·s左右)的黏度标油。此程序会冷却样品到-20 ℃并恒温。马达启动20 s后，通过调节电流调节旋钮，设定转速范围为(0.240±0.005)KRPM(在电脑显示屏的“SPEED”中显示)，此项操作应当在电动机启动后50～75 s内完成。

2)转速调节完成后，锁定电流调节旋钮。

(4)标油校准

1)标油选择：不同温度下，选择CANNON (16101)/EX:2018.7.31系列标准油 CL-140、CL-190、CL-220、CL-250、CL-280、CL-320、CL-380和CL-480,见表2。

表2 标油的标称值 mPa·s

2)输入表2中标油的标称值并保存。

3)设置表2 中标油的校准温度与校准序列，仪器自动分析，结果见表3。

表3 标油的实测值 mPa·s

表3(续)

4)软件自动计算每个温度下的回归系数(不小于0.99 )。在EXCEL表格中，用CORREL函数计算标油校准的回归系数。

回归系数0.9999704 0.9999848 0.9999936 0.999983 0.9999643 0.9999771。

5)校准后，将校准文件重新命名并保存。

(5)工作曲线

1)以-20 ℃为例，转速与黏度值数据见表4。

表4 -20℃转速与黏度值数据对应

2)用EXCEL做-20 ℃工作曲线见图1。

图1 EXCEL做-20℃工作曲线

(6)标油验证

1)标油选择：用CANNON (14201)/EX:2016.11.30 CL-220标油做试油，对每个温度进行返标验证，返标结果见表5。

表5 返标结果

2)回归系数：在EXCEL表格中，用CORREL函数计算回归系数为0.999997。

3)实测值与标称值之差均小于1%，准确度符合方法标准要求，见表6。

表6 返标准确度

表6(续)

4)线性拟合：EXCEL表格中，将返标结果进行线性拟合，见图2。

图2 EXCEL线性拟合

6 结束语

CCS-2050/2100冷启动模拟机在-10～-35 ℃温度范围的校准方法，本文进行了详细的论述，并提供了可靠的试验数据，从而为该仪器的校准提供了可行的方法，有关试验人员可以加以借鉴和参考。