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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的鉑金環法表面張力儀為主。但是眾所周知的原因,鉑金環法的表面張力儀的測量精度和操作要求非常高,加上國產的鉑金環法表面張力儀在設計環的參數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;另一種為經典的吊板法,以德系表面張力儀為主。兩者的區別在于: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、鉑金環法(DuNouy Ring法)表面張力儀:這種方法的表面張力儀是最經典的方法,由于鉑金環周長比較長,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,現代表面張力測量過程中,也發現環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不斷拉升至最大時形成最大力,在修正經過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據更新速度比較相關。最專業的表面張力儀的要求是,分析天平的更新速度最好為90數據/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為靜態表面張力測值,即通過將鉑金環拉升至最高,或通過將板浸入到樣品內再拉升至浸入位置,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,可以實現測試有粘度樣品、陽離子表面活性劑以及動、靜態表面張力值的測量。
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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