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【表面張力儀】表面張力儀通常采用的測試方法

2018-9-13 15:17:20

20世紀80-90年代,中國的表面張力儀以國產(chǎn)的鉑金環(huán)法表面張力儀為主。但是眾所周知的原因,鉑金環(huán)法的表面張力儀的測量精度和操作要求非常高,加上國產(chǎn)的鉑金環(huán)法表面張力儀在設計環(huán)的參數(shù)以及整機的機械加工方面均無法達到很高的水平,因而,表面張力測值結果的精度一直達不到科研要求,只能作為教學演示原理所用。事實上,國外的表面張力儀通常采用了兩種原理:一種為基于阿莎算法的鉑金板法,以A.W.Neumann教授為代表;另一種為經(jīng)典的吊板法,以德系表面張力儀為主。兩者的區(qū)別在于:后者需要將鉑金板浸入樣品一定高度后再拉升回,而前者沒有這樣的動作。

【表面張力儀】表面張力儀通常采用的測試方法

表面張力儀通常采用的測試方法包括三種:

1、鉑金環(huán)法(DuNouy Ring法)表面張力儀:這種方法的表面張力儀是最經(jīng)典的方法,由于鉑金環(huán)周長比較長,因而受力比較大,同時由于受力比較大而對于傳感器的設計要求并不是很高。但是,現(xiàn)代表面張力測量過程中,也發(fā)現(xiàn)環(huán)法表面張力儀由于測試時需要形成零接觸角,而此種前提是通過將環(huán)不斷拉升至最大時形成最大力,在修正經(jīng)過Young-Laplace方程變換后的因子,得到相應的表面張力值。因而,拉升的速度和傳感器的數(shù)據(jù)更新速度比較相關。最專業(yè)的表面張力儀的要求是,分析天平的更新速度最好為90數(shù)據(jù)/秒以上,這個可以避免拉升的過程中把峰值過濾掉。

【表面張力儀】表面張力儀通常采用的測試方法

2、鉑金板法(Wilhelmy Plate)表面張力儀:這種表面張力的技術體現(xiàn)為靜態(tài)表面張力測值,即通過將鉑金環(huán)拉升至最高,或通過將板浸入到樣品內(nèi)再拉升至浸入位置,再通過測試力除以板的周長,即可得到相應的表面張力值。注意的是,本方法是經(jīng)典的鉑金板法表面張力儀,因而,沒有修正浮力和接觸角值的過程。

【表面張力儀】表面張力儀通常采用的測試方法

3、改進的基于阿莎算法的鉑金板法表面張力儀:這種表面張力儀的最典型特征是提供了修正浮力和接觸角值的功能,因而,可以實現(xiàn)測試有粘度樣品、陽離子表面活性劑以及動、靜態(tài)表面張力值的測量。
眾所周知,皮帶輪和減速直流電機均會帶來非常大的回程間隙。這個回程間隙在電機升起(正轉)以及降下(反轉)的過程中,會帶來明顯的位移偏差。而事實上,在德系的儀器采用了這樣的結構過程中,測值結果的影響不是很大,正說明其測值原理上以及分析天平的靈敏度均沒有達到很好的標準。    【接觸角測量儀】接觸角測量儀應用新進展
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