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便攜式表麵張力儀和氣泡壓力法表麵張力計介紹

發布日期: 2019-08-12
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  基於稱重原理的表麵張力計通常需要高精度的傳感器。例如,精度為0.1毫克的分析天平通常應用於精度為0.1毫牛頓/米的表麵張力計,而精度為0.01毫克(10微克)的分析天平通常應用於精度為0.01毫牛頓/米的表麵張力計。
 
  由於目前的分析天平技術已經相當成熟,且在表麵張力測試時的高精度要求,除非是教學實驗可以選購如A3或A5型的表麵張力儀外,對於傳感器的選購而言,低要求為萬分之一的分析天平,即分辨率為0.1mg的分析天平,基本要求是十萬分之一的分析天平,即0.01mg的分析天平。具體原理以及技術要求,可參考上海梭倫或美國科諾提供的表麵張力測試原理或相關介紹PPT中。
 
  在表麵張力儀的具體應用中,分析天平對實驗環境條件有一定的要求,如需要通用源、有一定重量、不易攜帶等。因此,對於一些便攜式表麵張力測量應用,需要便攜式的用戶通常不會購買基於稱重原理的表麵張力測量儀。
 
  表麵張力計這一部分的潛在用戶的選擇是長期購買便攜式表麵張力計。這種便攜式表麵張力計通常采用氣泡壓力法或大氣泡壓力法的原理。較大汽泡法一般分成二種設計方案,這種是立即設計方案出這種便攜式的鼓包設備,一起在該設備中設計方案了液位傳感器,根據載入液位傳感器的值,變換為相對的界麵張力值;另一種是桌麵設計,如稱重法,用於分析動態表麵張力,分析表麵活性劑的動態吸附。事實上,後者的含義已經偏離了便攜式表麵張力計的應用目標,因此超出了本文的範圍。
 
  市場上銷售的便攜式表麵張力儀通常應用於如電鍍液品質控製、薄膜印刷等等應用環境,但是,先天性缺陷造成其實際應用結果並不理想。氣泡法原理的儀器事實上存在非常嚴重的先天性缺陷:
 
  1、毛細管管徑(內徑)與鼓泡氣路管徑存在明顯的偏小問題。這就造成測得的壓力值明顯偏大於實際通過Young-Laplace方程計算得到的壓力值,從而導致測值誤差較大。
 
  2、無法測試得到平衡表麵張力值或測試表麵張力值與稱重原理的表麵張力儀測值偏差太遠,數據重複性差。特別是表麵活性劑的表麵張力測量,通常僅得到過程中一段的數據而不是終平衡值。
 
  3、測試時間過長,測試操作過於複雜。
 
  4、測試毛細管清洗存在較大困難,更換成本較高。
 
  5、儀器價格過高,不利於成本控製。
 
  6、為嚴重的問題在於:通過已知液體標定出係統參考,而標定液通常為蒸餾水,是一個靜態不變的體係,與實際測試的表麵活性劑或混合液的表麵張力值的動態體係是不一致的,因而,測試數據的可靠性存在問題。
 
  7、測試的表麵張力值無法得到分層表麵張力結果。
 
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