北京品智創(chuàng)思界面張力儀應(yīng)用及原理測試

界面張力儀是一種用物理方法對液體表面、界面張力進(jìn)行測試的儀器。使用該儀器可以迅速準(zhǔn)確地測出各種液體的表面及界面張力值，并將結(jié)果自動顯示出來。在水電部門用來測試電業(yè)用油的界面張力值，以加強(qiáng)對絕緣油質(zhì)的監(jiān)督。在石油、化工、科研等部門可以測試各種液體的表面張力值，以加強(qiáng)對各種液體的分析，對教育部門，可以在教學(xué)中使用。

表面張力儀根據(jù)所使用的技術(shù)不同，按測試原理可分為如下幾類：
1、白金環(huán)法表面張力儀 又稱du Nouy Ring method，du Nouy環(huán)法,吊環(huán)法表面張力儀，脫環(huán)法表面張力儀。其原理為白金環(huán)法的測量方法為：
（1）將白金環(huán)輕輕地浸入液體內(nèi)；
（2）將白金環(huán)慢慢地往上提升，即液面相對而言下降，使得白金環(huán)下面形成一個液柱，并終與白金環(huán)分離。白金環(huán)法表面張力儀就是去感測一個高值，而這個高值形成于白金環(huán)與液體樣品將離而未離時。這個高值轉(zhuǎn)化為表面張力值的精度取決于液體的粘度。由于這個方法很早被使用，故而原有表面張力儀基本均采用這種方法，現(xiàn)有很多數(shù)據(jù)也是用這種方法測得。 缺點：應(yīng)用于有粘度樣品以及表面活性劑的測值時會存在問題，主要體現(xiàn)為，其一，它會將粘度計算在內(nèi)而導(dǎo)致無法測值；其二，它僅能測試一個時間點的表面張力值而無法實現(xiàn)隨時間變化表面張力值的測試。
2、白金板法表面張力儀 又稱Wilhelmy板法表面張力儀或Wilhelmy Plate method 表面張力儀。其原理為：當(dāng)感測白金板浸入到被測液體后，白金板周圍就會受到表面張力的作用，液體的表面張力會將白金板盡量地往下拉。當(dāng)液體表面張力及其他相關(guān)的力與平衡力達(dá)到均衡時，感測白金板就會停止向液體內(nèi)部浸入。這時候，儀器的平衡感應(yīng)器就會測量浸入深度，并將它轉(zhuǎn)化為液體的表面張力值。 采用白金板法的表面張力儀需要注意三點：為傳感器的精度與分辨率；第二為白金板的設(shè)計；第三為浮力修正與否。
3、大氣泡法表面張力儀 又稱泡壓法表面張力儀,BPA 表面張力儀。其基本原理為A為表面張力儀，其中間玻璃管F下端一段直徑為0.2mm～0.5mm的毛細(xì)管，B為充滿水的抽氣瓶，C為U型壓力計，內(nèi)盛比重較小的水或酒精、甲苯等，作為工作介質(zhì)，以測定微壓差。將待測表面張力的液體裝于表面張力儀中，使F管的端面與液面相切，液面即沿毛細(xì)管上升，打開抽氣瓶的活塞緩緩抽氣，毛細(xì)管內(nèi)液面上受到一個比A瓶中液面上大的壓力，當(dāng)此壓力差—附加壓力(Δp=p大氣-p系統(tǒng))在毛細(xì)管端面上產(chǎn)生的作用力稍大于毛細(xì)管口液體的表面張力時，氣泡就從毛細(xì)管口脫出，此附加壓力與表面張力成正比，與氣泡的曲率半徑成反比，其關(guān)系式為: Δp=2σ/R，式中，Δp為附加壓力；σ為表面張力；R為氣泡的曲率半徑。 如果毛細(xì)管半徑很小，則形成的氣泡基本上是球形的。當(dāng)氣泡開始形成時，表面幾乎是平的，這時曲率半徑大;隨著氣泡的形成，曲率半徑逐漸變小，直到形成半球形，這時曲率半徑R和毛細(xì)管半徑r相等，曲率半徑達(dá)小值，根據(jù)上式這時附加壓力達(dá)大值。氣泡進(jìn)一步長大，R變大，附加壓力則變小，直到氣泡逸出。 根據(jù)上式，R=r時的大附加壓力為: Δp大=2σ/r或σ=(r/2)Δp大。實際測量時，使毛細(xì)管端剛與液面接觸，則可忽略氣泡鼓泡所需克服的靜壓力，這樣就可直接用上式進(jìn)行計算。當(dāng)用密度為ρ的液體作壓力計介質(zhì)時，測得與Δp大相適應(yīng)的大壓力差為Δh大則: σ=(r/2)ρgΔh，當(dāng)將(r/2)ρg合并為常數(shù)K時，則上式變?yōu)? σ=KΔh ，式中的儀器常數(shù)K可用已知表面張力的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測得。