檢測設備知識:如何選用表面張力儀( 界面張力儀 )

我們一般把液相-氣相之間的張力稱為表面張力，例如我們說20℃時水的表面張力是72.75,就是指水與空氣界面上的表面張力。我們又把液相-液相之間的張力稱為界面張力，如石油行業(yè)三次采油需要測量驅(qū)油劑和原油之間的界面張力。上述分類盡管不是十分嚴謹，但符合一般用戶習慣的理解，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試，在《如何選用接觸角測量儀》一文中闡述，這里不在重復。
　　全自動張力儀是一種用物理方法代替化學方法的簡單易行的測試儀器，用其可以迅速準確地測出各種液體的表/界面張力值。不僅是科研、教學之必備儀器，還應用于絕大部分生產(chǎn)行業(yè)。測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的儀器型號、適用范圍和應用方向。
　　1、JK99系列全自動張力儀（兼容鉑金板法和鉑金環(huán)法）：
　　●鉑金板法：當感測浸入到被測液體后，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。當液體表面張力及其他相關的力與平衡力達到均衡時，感測白金板就會停止向液體內(nèi)部浸入。這時候，儀器的平衡感應器就會測量浸入深度，并將它轉(zhuǎn)化為液體的表面張力值。
　　●鉑金環(huán)法：由于被廣泛應用于du Nouy表面張力儀，這種方法又稱為du Nouy法，并因之操作簡便而被廣泛使用。白金環(huán)法這個稱法是因測試部分與液體樣品間會形成一個環(huán)形而得的。
　　●JK99 系列全自動張力儀主要用于測量常規(guī)表/界面張力，因為其操作簡便（一鍵式全自動）、測量速度快（3秒）、重復性好、測量精度高等特點，是目前應用*多的張力儀。缺點是不能測量超低界面張力（如驅(qū)油劑和原油之間的界面張力應該是10-5mN/m,不能用JK99系列測量）。
　　●JK99 系列全自動張力儀采用進口傳感器，盡管成本較國產(chǎn)扭力絲傳感器高出很多，但確保了測量精度。同時采用了雙控溫技術(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，內(nèi)置液晶數(shù)顯和小型打印機，可以單機獨立操作，也可連接電腦控制觀察張力曲線動態(tài)變化。兩種型號精度等其他參數(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，通過旋轉(zhuǎn)使液滴處于一定的離心力場之中，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速可改變液滴的平衡形狀以便于測定。主要測量超低界面張力。
　　●JJ2000 系列主要應用于測量超低界面張力，特別在石油行業(yè)使用*多（例如前面提到的石油行業(yè)三次采油需要測量驅(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，在測量常規(guī)表/界面張力時反而不如JK99系列便捷、經(jīng)濟、**。
　　●JJ2000 系列旋轉(zhuǎn)滴全量程表/界面張力儀采用**連續(xù)變倍光學系統(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)。計算機直接設定工作溫度（電控溫）和轉(zhuǎn)速，視頻光學系統(tǒng)采集圖像，在計算機上測量。高速同步電機傳動，轉(zhuǎn)速范圍1000-10000r/min,控制精度：0.1% .LED冷光源，使用壽命長，不發(fā)熱。
　　3、JC2000系列靜滴接觸角/界面張力測量儀（采用懸滴法）
　　●懸滴法：通過處理*大的液滴的圖像來計算表面張力
　　●JC2000 系列靜滴接觸角/界面張力測量儀主要應用于測量液固接觸角和固體表面能（詳見《如何選用接觸角測量儀》一文），但也附帶有懸滴法測量表/界面張力的功能。懸滴法測量表面張力方法經(jīng)典、圖像直觀、數(shù)據(jù)可靠，但是對操作人員要求很高，測試張力也沒JK99系列快捷，可以作為科研和教學使用，不適用于生產(chǎn)線上批量測試數(shù)據(jù)。
　　4、JO05在線全自動張力儀（采用氣泡壓力法）
　　● 氣泡壓力法：毛細管與氣體接口和靈敏壓力傳感器相連，氣體通過毛細管，在毛細管端形成氣泡，并測出此氣泡的壓力，轉(zhuǎn)換成表面張力。
　　●JO05 在線全自動張力儀由于其采用氣泡壓力法的特性，非常適用于在線連續(xù)自動檢測，例如環(huán)境部門可以使用該設備對自然水體的水質(zhì)變化和工礦企業(yè)的污水排放源進行有效的檢測。

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