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【表面张力仪】表面张力仪通常采用的测试方法

2018-9-13 15:17:20

20世纪80-90年代,中国的表面张力仪以国产的铂金环法表面张力仪为主。但是众所周知的原因,铂金环法的表面张力仪的测量精度和操作要求非常高,加上国产的铂金环法表面张力仪在设计环的参数以及整机的机械加工方面均无法达到很高的水平,因而,表面张力测值结果的精度一直达不到科研要求,只能作为教学演示原理所用。事实上,国外的表面张力仪通常采用了两种原理:一种为基于阿莎算法的铂金板法,以A.W.Neumann教授为代表;另一种为经典的吊板法,以德系表面张力仪为主。两者的区别在于:后者需要将铂金板浸入样品一定高度后再拉升回,而前者没有这样的动作。

【表面张力仪】表面张力仪通常采用的测试方法

表面张力仪通常采用的测试方法包括三种:

1、铂金环法(DuNouy Ring法)表面张力仪:这种方法的表面张力仪是最经典的方法,由于铂金环周长比较长,因而受力比较大,同时由于受力比较大而对于传感器的设计要求并不是很高。但是,现代表面张力测量过程中,也发现环法表面张力仪由于测试时需要形成零接触角,而此种前提是通过将环不断拉升至最大时形成最大力,在修正经过Young-Laplace方程变换后的因子,得到相应的表面张力值。因而,拉升的速度和传感器的数据更新速度比较相关。最专业的表面张力仪的要求是,分析天平的更新速度最好为90数据/秒以上,这个可以避免拉升的过程中把峰值过滤掉。

【表面张力仪】表面张力仪通常采用的测试方法

2、铂金板法(Wilhelmy Plate)表面张力仪:这种表面张力的技术体现为静态表面张力测值,即通过将铂金环拉升至最高,或通过将板浸入到样品内再拉升至浸入位置,再通过测试力除以板的周长,即可得到相应的表面张力值。注意的是,本方法是经典的铂金板法表面张力仪,因而,没有修正浮力和接触角值的过程。

【表面张力仪】表面张力仪通常采用的测试方法

3、改进的基于阿莎算法的铂金板法表面张力仪:这种表面张力仪的最典型特征是提供了修正浮力和接触角值的功能,因而,可以实现测试有粘度样品、阳离子表面活性剂以及动、静态表面张力值的测量。
众所周知,皮带轮和减速直流电机均会带来非常大的回程间隙。这个回程间隙在电机升起(正转)以及降下(反转)的过程中,会带来明显的位移偏差。而事实上,在德系的仪器采用了这样的结构过程中,测值结果的影响不是很大,正说明其测值原理上以及分析天平的灵敏度均没有达到很好的标准。    【接触角测量仪】接触角测量仪应用新进展
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