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便携式表面张力仪和气泡压力法表面张力计介绍

发布日期: 2019-08-12
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  基于称重原理的表面张力计通常需要高精度的传感器。例如,精度为0.1毫克的分析天平通常应用于精度为0.1毫牛顿/米的表面张力计,而精度为0.01毫克(10微克)的分析天平通常应用于精度为0.01毫牛顿/米的表面张力计。
 
  由于目前的分析天平技术已经相当成熟,且在表面张力测试时的高精度要求,除非是教学实验可以选购如A3或A5型的表面张力仪外,对于传感器的选购而言,低要求为万分之一的分析天平,即分辨率为0.1mg的分析天平,基本要求是十万分之一的分析天平,即0.01mg的分析天平。具体原理以及技术要求,可参考上海梭伦或美国科诺提供的表面张力测试原理或相关介绍PPT中。
 
  在表面张力仪的具体应用中,分析天平对实验环境条件有一定的要求,如需要通用源、有一定重量、不易携带等。因此,对于一些便携式表面张力测量应用,需要便携式的用户通常不会购买基于称重原理的表面张力测量仪。
 
  表面张力计这一部分的潜在用户的选择是长期购买便携式表面张力计。这种便携式表面张力计通常采用气泡压力法或大气泡压力法的原理。较大汽泡法一般分成二种设计方案,这种是立即设计方案出这种便携式的鼓包设备,一起在该设备中设计方案了液位传感器,根据载入液位传感器的值,变换为相对的界面张力值;另一种是桌面设计,如称重法,用于分析动态表面张力,分析表面活性剂的动态吸附。事实上,后者的含义已经偏离了便携式表面张力计的应用目标,因此超出了本文的范围。
 
  市场上销售的便携式表面张力仪通常应用于如电镀液品质控制、薄膜印刷等等应用环境,但是,先天性缺陷造成其实际应用结果并不理想。气泡法原理的仪器事实上存在非常严重的先天性缺陷:
 
  1、毛细管管径(内径)与鼓泡气路管径存在明显的偏小问题。这就造成测得的压力值明显偏大于实际通过Young-Laplace方程计算得到的压力值,从而导致测值误差较大。
 
  2、无法测试得到平衡表面张力值或测试表面张力值与称重原理的表面张力仪测值偏差太远,数据重复性差。特别是表面活性剂的表面张力测量,通常仅得到过程中一段的数据而不是终平衡值。
 
  3、测试时间过长,测试操作过于复杂。
 
  4、测试毛细管清洗存在较大困难,更换成本较高。
 
  5、仪器价格过高,不利于成本控制。
 
  6、为严重的问题在于:通过已知液体标定出系统参考,而标定液通常为蒸馏水,是一个静态不变的体系,与实际测试的表面活性剂或混合液的表面张力值的动态体系是不一致的,因而,测试数据的可靠性存在问题。
 
  7、测试的表面张力值无法得到分层表面张力结果。
 
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