北京品智創思界面張力儀應用及原理測試

更新時間：2020-12-26

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界面張力儀是一種用物理方法對液體表面、界面張力進行測試的儀器。使用該儀器可以迅速準確地測出各種液體的表面及界面張力值，并將結果自動顯示出來。在水電部門用來測試電業用油的界面張力值，以加強對絕緣油質的監督。在石油、化工、科研等部門可以測試各種液體的表面張力值，以加強對各種液體的分析，對教育部門，可以在教學中使用。

表面張力儀根據所使用的技術不同，按測試原理可分為如下幾類：
1、白金環法表面張力儀又稱du Nouy Ring method，du Nouy環法,吊環法表面張力儀，脫環法表面張力儀。其原理為白金環法的測量方法為：
（1）將白金環輕輕地浸入液體內；
（2）將白金環慢慢地往上提升，即液面相對而言下降，使得白金環下面形成一個液柱，并終與白金環分離。白金環法表面張力儀就是去感測一個高值，而這個高值形成于白金環與液體樣品將離而未離時。這個高值轉化為表面張力值的精度取決于液體的粘度。由于這個方法很早被使用，故而原有表面張力儀基本均采用這種方法，現有很多數據也是用這種方法測得。缺點：應用于有粘度樣品以及表面活性劑的測值時會存在問題，主要體現為，其一，它會將粘度計算在內而導致無法測值；其二，它僅能測試一個時間點的表面張力值而無法實現隨時間變化表面張力值的測試。
2、白金板法表面張力儀又稱Wilhelmy板法表面張力儀或Wilhelmy Plate method 表面張力儀。其原理為：當感測白金板浸入到被測液體后，白金板周圍就會受到表面張力的作用，液體的表面張力會將白金板盡量地往下拉。當液體表面張力及其他相關的力與平衡力達到均衡時，感測白金板就會停止向液體內部浸入。這時候，儀器的平衡感應器就會測量浸入深度，并將它轉化為液體的表面張力值。采用白金板法的表面張力儀需要注意三點：為傳感器的精度與分辨率；第二為白金板的設計；第三為浮力修正與否。
3、大氣泡法表面張力儀又稱泡壓法表面張力儀,BPA 表面張力儀。其基本原理為A為表面張力儀，其中間玻璃管F下端一段直徑為0.2mm～0.5mm的毛細管，B為充滿水的抽氣瓶，C為U型壓力計，內盛比重較小的水或酒精、甲苯等，作為工作介質，以測定微壓差。將待測表面張力的液體裝于表面張力儀中，使F管的端面與液面相切，液面即沿毛細管上升，打開抽氣瓶的活塞緩緩抽氣，毛細管內液面上受到一個比A瓶中液面上大的壓力，當此壓力差—附加壓力(Δp=p大氣-p系統)在毛細管端面上產生的作用力稍大于毛細管口液體的表面張力時，氣泡就從毛細管口脫出，此附加壓力與表面張力成正比，與氣泡的曲率半徑成反比，其關系式為: Δp=2σ/R，式中，Δp為附加壓力；σ為表面張力；R為氣泡的曲率半徑。如果毛細管半徑很小，則形成的氣泡基本上是球形的。當氣泡開始形成時，表面幾乎是平的，這時曲率半徑大;隨著氣泡的形成，曲率半徑逐漸變小，直到形成半球形，這時曲率半徑R和毛細管半徑r相等，曲率半徑達小值，根據上式這時附加壓力達大值。氣泡進一步長大，R變大，附加壓力則變小，直到氣泡逸出。根據上式，R=r時的大附加壓力為: Δp大=2σ/r或σ=(r/2)Δp大。實際測量時，使毛細管端剛與液面接觸，則可忽略氣泡鼓泡所需克服的靜壓力，這樣就可直接用上式進行計算。當用密度為ρ的液體作壓力計介質時，測得與Δp大相適應的大壓力差為Δh大則: σ=(r/2)ρgΔh，當將(r/2)ρg合并為常數K時，則上式變為: σ=KΔh ，式中的儀器常數K可用已知表面張力的標準物質測得。