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選型方案-如何選用表面界面張力儀

上海中晨POWEREACH 2021-05-12 | 閱讀：1522

我們一般把液相-氣相之間的張力稱(chēng)為表面張力,，例如我們說(shuō)20℃時(shí)水的表面張力是72.75mN/m,，就是指水與空氣界面上的表面張力。我們又把液相－液相之間的張力稱(chēng)為界面張力,，如石油行業(yè)三次采油需要測(cè)量驅(qū)油劑和原油之間的界面張力,。上述分類(lèi)盡管不是十分嚴(yán)謹(jǐn)，但符合一般用戶(hù)習(xí)慣的理解,，在下文中繼續(xù)沿用,。至于液固接觸角/固體表面能等性能的測(cè)試，在《選型方案-如何選用接觸角測(cè)量?jī)x》一文中闡述,，這里不再重復(fù),。

全自動(dòng)張力儀是一種用物理方法代替化學(xué)方法的簡(jiǎn)單易行的測(cè)試儀器，用其可以迅速準(zhǔn)確地測(cè)出各種液體的表/界面張力值,。不僅是科研,、教學(xué)之必備儀器，還應(yīng)用于絕大部分生產(chǎn)行業(yè),。測(cè)量方法主要有鉑金板法,、鉑金環(huán)法、旋轉(zhuǎn)滴法,、懸滴法,、氣泡壓力法，以下分別介紹其相應(yīng)的儀器型號(hào),、適用范圍和應(yīng)用方向,。

1,、JK99系列全自動(dòng)張力儀（兼容鉑金板法和鉑金環(huán)法）：
－－－鉑金板法：當(dāng)感測(cè)浸入到被測(cè)液體后，白金板周?chē)蜁?huì)受到表面張力的作用,，液體的表面張力會(huì)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(shí)，感測(cè)白金板就會(huì)停止向液體內(nèi)部浸入,。這時(shí)候,，儀器的平衡感應(yīng)器就會(huì)測(cè)量浸入深度，并將它轉(zhuǎn)化為液體的表面張力值,。
－－－鉑金環(huán)法：由于被廣泛應(yīng)用于du Nouy表面張力儀,，這種方法又稱(chēng)為du Nouy法，并因之操作簡(jiǎn)便而被廣泛使用,。白金環(huán)法這個(gè)稱(chēng)法是因測(cè)試部分與液體樣品間會(huì)形成一個(gè)環(huán)形而得的,。
－－－JK99系列全自動(dòng)張力儀主要用于測(cè)量常規(guī)表/界面張力，因?yàn)槠洳僮骱?jiǎn)便（一鍵式全自動(dòng)）,、測(cè)量速度快（3秒）,、重復(fù)性好、測(cè)量精度高等特點(diǎn),，是目前應(yīng)用最多的張力儀,。缺點(diǎn)是不能測(cè)量超低界面張力（如驅(qū)油劑和原油之間的界面張力應(yīng)該是10e-5mN/m，不能用JK99系列測(cè)量）,。
－－－JK99系列全自動(dòng)張力儀采用進(jìn)口傳感器,，盡管成本較國(guó)產(chǎn)扭力絲傳感器高出很多倍，但確保了測(cè)量精度,。同時(shí)采用了雙控溫技術(shù),，內(nèi)置電控溫加熱或外接浴控溫可供選擇。
－－－JK99B型必須連接電腦才能使用,，JK99C型為一體兩用機(jī),，內(nèi)置液晶數(shù)顯和小型打印機(jī)，可以單機(jī)獨(dú)立操作,，也可連接電腦控制觀(guān)察張力曲線(xiàn)動(dòng)態(tài)變化,。兩種型號(hào)精度等其他參數(shù)完全一致。

2,、JJ2000系列旋轉(zhuǎn)滴全量程表/界面張力儀（采用旋轉(zhuǎn)滴法）
－－－旋轉(zhuǎn)滴法：旋滴法的基本原理是根據(jù)Bashforth－Adams方程從滴的形狀和尺寸求出界面張力,，通過(guò)旋轉(zhuǎn)使液滴處于一定的離心力場(chǎng)之中，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速可改變液滴的平衡形狀以便于測(cè)定,。主要測(cè)量超低界面張力,。
－－－JJ2000系列主要應(yīng)用于測(cè)量超低界面張力，特別在石油行業(yè)使用最多（例如前面提到的石油行業(yè)三次采油需要測(cè)量驅(qū)油劑和原油之間的界面張力）,。值得指出的是,，盡管該系列是全量程的張力儀，但是由于其方法和儀器的特性,，在測(cè)量常規(guī)表/界面張力時(shí)反而不如JK99系列便捷,、經(jīng)濟(jì)、精確,。
－－－JJ2000系列旋轉(zhuǎn)滴全量程表/界面張力儀采用高級(jí)連續(xù)變倍光學(xué)系統(tǒng)配合日產(chǎn)CCD攝像頭,，數(shù)字圖像傳入電腦，每毫米55-315像素連續(xù)變倍可調(diào),。計(jì)算機(jī)直接設(shè)定工作溫度（電控溫）和轉(zhuǎn)速,，視頻光學(xué)系統(tǒng)采集圖像，在計(jì)算機(jī)上自動(dòng)測(cè)量,。高速同步電機(jī)傳動(dòng),，轉(zhuǎn)速范圍1000-10000r/min，控制精度：0.1% ,。LED冷光源,，使用壽命長(zhǎng)，不發(fā)熱,。

3,、JC2000系列靜滴接觸角/界面張力測(cè)量?jī)x（采用懸滴法）
－－－懸滴法：通過(guò)處理最大的液滴的圖像來(lái)計(jì)算表面張力
－－－JC2000系列靜滴接觸角/界面張力測(cè)量?jī)x主要應(yīng)用于測(cè)量液固接觸角和固體表面能（詳見(jiàn)《選型方案-如何選用接觸角測(cè)量?jī)x》一文），但也附帶有懸滴法測(cè)量表/界面張力的功能,。懸滴法測(cè)量表面張力方法經(jīng)典,、圖像直觀(guān)、數(shù)據(jù)可靠,，但是對(duì)操作人員要求很高,，測(cè)試張力也沒(méi)JK99系列快捷，可以作為科研和教學(xué)使用,，不適用于生產(chǎn)線(xiàn)上批量測(cè)試數(shù)據(jù),。

4、JBT07系列動(dòng)態(tài)氣泡壓力張力儀（采用氣泡壓力法）
－－－氣泡壓力法：毛細(xì)管與氣體接口和靈敏壓力傳感器相連,，氣體通過(guò)毛細(xì)管,，在毛細(xì)管端形成氣泡，并測(cè)出此氣泡的壓力,，轉(zhuǎn)換成表面張力,。
－－－JBT07系列動(dòng)態(tài)氣泡壓力張力儀由于其采用氣泡壓力法的特性，出氣泡的速度從1個(gè)泡/每秒連續(xù)增加到到20個(gè)泡/每秒,，動(dòng)態(tài)自動(dòng)測(cè)量,；其中JBT07C型在線(xiàn)動(dòng)態(tài)氣泡壓力張力儀還可實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)自動(dòng)測(cè)量。