專利名稱：表面張力測試儀及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用最大氣泡壓力法測定溶液表面張力的表面張力測試儀及方法，應(yīng)用于 科研機(jī)構(gòu)和高校實(shí)驗(yàn)室。
背景技術(shù)：
由于老式的儀器裝置不能恒溫導(dǎo)致測試結(jié)果誤差大，刻度式"u"形壓力計(jì)讀取壓力麻煩
且不夠準(zhǔn)確，毛細(xì)管尖端與待測液面相切難調(diào)節(jié)，毛細(xì)管產(chǎn)生單個(gè)最大氣泡不易控制，這一
系列問題影響了測試速度和工作效率，也大大影響了測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對已有技術(shù)存在的缺陷，提供一種表面張力測試儀及方法，提高測試 的準(zhǔn)確性，并提高測試速度和工作效率。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是提供一種能恒溫、能直接讀出壓力數(shù)據(jù)、易調(diào)節(jié)毛 細(xì)管尖端與待測液面相切、易控制毛細(xì)管產(chǎn)生單個(gè)最大氣泡的表面張力測試儀。首先在盛裝 待測液體的內(nèi)管外加裝了外套管，在外套管上設(shè)計(jì)出兩個(gè)口，分別接在超級恒溫水槽的進(jìn)出 水口，保證待測液體在恒定的溫度下測試其表面張力；其次設(shè)計(jì)并使用帶有壓力傳感器的微 型數(shù)字壓力計(jì)，把體系的壓力通過壓力計(jì)直接測試出來；再次在毛細(xì)管與內(nèi)管口之間使用了 橡皮塞，使得毛細(xì)管尖端與待測液面相切的調(diào)節(jié)變得更容易；最后將毛細(xì)管中間部分設(shè)計(jì)成 空間較大的毛筆形，但毛細(xì)管尖端并不長，使得最大氣泡產(chǎn)生變得易調(diào)節(jié)。新研制的表面張 力測試儀克服了老式表面張力測試儀的缺陷，工作原理簡單，操作方便，容易掌握和調(diào)節(jié)控 制，有利于測試順利進(jìn)行，提高了測試的速度和工作效率，測試結(jié)果準(zhǔn)確性大大提高。
根據(jù)上述的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案
一種表面張力測試儀，包括一個(gè)盛)t待測溶液的測液容器、 一個(gè)垂直插置在所述測液容 器中而尖端與待測液面相切的毛細(xì)管、 一個(gè)減壓裝置、以及由橡皮管接通所述測液容器和減
壓裝置的壓力計(jì)，其特征在于所述測液容器裝有恒溫裝置。
上述恒溫裝置的結(jié)構(gòu)是所述測液容器作為內(nèi)管，外套一個(gè)外套管，在外套管內(nèi)注滿循 環(huán)水，所述外套管上部有出水口連接一個(gè)恒溫水槽的進(jìn)水口，而在外套管下部有進(jìn)水口連通 所述恒溫水槽的出水口。
上述毛細(xì)管通過測液容器瓶口的瓶塞插置于測液容器中，所述瓶塞為橡皮塞。 上述毛細(xì)管中間部分有脹大的空間而使毛細(xì)管成毛筆形狀，其筆尖部的尖端構(gòu)成毛細(xì)管 的尖端。
上述壓力計(jì)采用微型數(shù)字壓力計(jì)。
上述減壓裝置是一個(gè)向上開口而下底有排水管的容器，其內(nèi)盛有水，其向上開口通過一 個(gè)大橡皮塞插置兩根玻璃管，其中一根玻璃管上有一個(gè)閥I而控制接通大氣，另一根玻璃管 接通所述橡皮管而接通所述測液容器和壓力計(jì)，所述排水管上有一個(gè)閥II而控制接通放置在 下方的燒杯。
一種表面張力測試方法，采用上述表面張力測試儀進(jìn)行測試，其特征在于具體操作步驟 如下
(1) 開啟恒溫水槽，將水溫調(diào)至實(shí)驗(yàn)所需溫度，并使外套管內(nèi)充滿實(shí)驗(yàn)所需恒溫水，
(2) 將壓力計(jì)接通電源，通電預(yù)熱5 10分鐘后待用，
(3) 將測液容器和毛細(xì)管清洗干凈，并少量多次(一般三次)用待測液體潤洗后，在測 液容器里裝入待測液體，將毛細(xì)管垂直插入內(nèi)管并塞緊橡皮塞，注意毛細(xì)管尖端與待測 液面要?jiǎng)偤孟嗲校?br> (4) 關(guān)好閥II，在減壓裝置中加水至其容積的三分之二處為宜，塞緊大橡皮塞，
(5) 打開閥I，使整個(gè)體系通大氣，將壓力計(jì)采零后備用，
(6) 關(guān)閉閥i，打開閥n，使體系減壓，當(dāng)壓力計(jì)上有壓力顯示時(shí)，關(guān)閉閥n，觀察壓力計(jì)上壓力是否變化，若壓力計(jì)所顯示的壓力在2 3分鐘內(nèi)不變，則證明體系不漏氣， 便可進(jìn)行待測液體表面張力測試；若壓力計(jì)所顯示的壓力數(shù)字在不斷變小，則證明體系 漏氣，應(yīng)檢查各連接部位和閥、橡皮塞部位是否不夠密封，處理好之后再試體系漏氣否， 直到體系不漏氣為止，
(7) 打開閥II，調(diào)節(jié)水的流量，流量大小以毛細(xì)管產(chǎn)生氣泡速度為每4 5秒有一個(gè)氣 泡逸出，記錄下壓力計(jì)上絕對值為最大的壓力，
(8) 重復(fù)2 7測試不同濃度待測液體和去離子水產(chǎn)生氣泡的壓力，經(jīng)過相關(guān)公式運(yùn)算 對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，則待測液體的表面張力就測試出來了 。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明 提供的測試儀中，對測液溶器裝有恒溫裝置，大大提高了測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。壓力計(jì)改 為采用微型數(shù)字壓力計(jì)，讀取壓力方便且準(zhǔn)確。毛細(xì)管設(shè)計(jì)成毛筆形狀，其筆尖部構(gòu)成 毛細(xì)管尖端，易于查看出其尖端與被測液面相切，且使得最大氣泡產(chǎn)生變得易調(diào)節(jié)。毛 細(xì)管通過橡皮塞插置于測液容器中，易于調(diào)整其插置位置，則操作方便，提高測試速度 和工作效率。采用本測試儀進(jìn)行測試的操作方法簡便，便于掌握。本發(fā)明的測試儀結(jié)構(gòu) 合理，操作方便，適用于科研機(jī)構(gòu)和高校實(shí)驗(yàn)室。


圖1是已有技術(shù)的表面張力測試儀的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的表面張力測試儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合附圖詳述如下
參見圖2，本表面張力測試儀包括一個(gè)盛貯待測溶液1的測液容器2、 一個(gè)垂直插置 測液器2中而尖端與待測液面相切的毛細(xì)管4、 一個(gè)減壓裝置11、以及由橡皮管5接通測液 容器2和減壓裝置11的壓力計(jì)7，測液容器2裝有恒溫裝置。
恒溫裝置的結(jié)構(gòu)是測液容器2作為內(nèi)管，外套一個(gè)外套管13，在外套管13內(nèi)注滿循 環(huán)水17，所述外套管13上部有出水口連接一個(gè)恒溫水槽14的進(jìn)水口 16，而外套管13下部 有進(jìn)水口連通所述恒溫水槽14的出水口 15。
毛細(xì)管4通過測液容器2瓶U的瓶塞3插置于測液容器2中，所述瓶塞3為橡皮塞。 毛細(xì)管4屮間部分有脹大的空間而使毛細(xì)管成毛筆形狀，其筆尖部的尖端構(gòu)成毛細(xì)管的 尖端。
壓力計(jì)7采用微型數(shù)字壓力計(jì)。
減壓裝置ii是一個(gè)向上開口而下底有排水管的容器，其內(nèi)盛有水io，其向上開n通過一
個(gè)大橡皮塞12插置兩根玻璃管，其中一根玻璃管上有一個(gè)閥I 6而控制接通大氣，另一根玻 璃管接通所述橡皮管5而接通所述測液容器2和JK力計(jì)7，所述排水管上有個(gè)闊118而控制 接通放置在F方的燒杯9。
圖1示出已有技術(shù)的表面張力測試儀的結(jié)構(gòu)，以供對比參考。
參見圖2，本表面張力測試方法是采用上述表面張力測試儀進(jìn)行測試，具體操作步驟如下
(1) 開啟恒溫水槽14，將水溫調(diào)至實(shí)驗(yàn)所需溫度，并使外套管13充滿實(shí)驗(yàn)所需恒溫水，
(2) 將壓力計(jì)7接通電源，通電預(yù)熱5 10分鐘后待用，
(3) 將測液容器2和毛細(xì)管4清洗干凈，并少量多次(一般三次)用待測液體l潤洗后，在 測液容器2里裝入待測液體1，將毛細(xì)管4垂直插入內(nèi)管2并塞緊橡皮塞3，注意毛細(xì)管 4尖端與待測液面要?jiǎng)偤孟嗲校?br> (4) 關(guān)好閥I18，在減壓裝置ll中加水10至其容積的三分之二處為宜，塞緊大橡皮塞12，
(5) 打開閥I6，使整個(gè)體系通大氣，將壓力計(jì)7采零后備用，
(6) 關(guān)閉閥I6，打開閥I18,使體系減壓，當(dāng)壓力計(jì)7上有壓力顯不時(shí)，關(guān)閉閥I18，觀察 壓力計(jì)7上壓力是否變化，若壓力計(jì)7所顯示的壓力在2 3分鐘內(nèi)不變，則證明體系不 漏氣，便可進(jìn)行待測液體表面張力測試；若壓力計(jì)7所顯示的壓力數(shù)字在不斷變小，則
證明體系漏氣，應(yīng)檢査各連接部位和閥、橡皮塞部位是否不夠密封，處理好之后再試體 系漏氣否，直到體系不漏氣為止， (7)打開閥I18，調(diào)節(jié)水10的流量，流量大小以毛細(xì)管4產(chǎn)生氣泡速度為每4 5秒有一個(gè)氣 泡逸出，記錄下壓力計(jì)7上絕對值為最大的壓力，
(8)重復(fù)2 7測試不同濃度待測液體1和去離子水產(chǎn)生氣泡的壓力，經(jīng)過相關(guān)公式運(yùn)算 對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，則待測液體1的表面張力就測試出來了
權(quán)利要求
1、一種表面張力測試儀，包括一個(gè)盛貯待測溶液(1)的測液容器(2)、一個(gè)垂直插置在所述測液容器(2)中而尖端與待測液面相切的毛細(xì)管(4)、一個(gè)減壓裝置(11)、以及由橡皮管(5)接通所述測液容器(2)和減壓裝置(11)的壓力計(jì)(7)，其特征在于所述測液容器(2)裝有恒溫裝置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面張力測試儀，其特征在于所述恒溫裝置的結(jié)構(gòu)是所述測液容 器(2)作為內(nèi)管，外套一個(gè)外套管(13)，在外套管(13)內(nèi)注滿循環(huán)水(17)，所述外 套管(13)上部有出水口連接一個(gè)恒溫水槽(14)的進(jìn)水口 (16)，而外套管(13)下部 有進(jìn)水口連通所述恒溫水槽(14)的出水口 (15)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面張力測試儀，其特征在于所述毛細(xì)管(4)通過測液容器(2) 瓶口的瓶塞(3)插置于測液容器(2)中，所述瓶塞(3)為橡皮塞。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的表面張力測試儀，其特征在于所述毛細(xì)管(4)中間部分有脹 大的空間而使毛細(xì)管成毛筆形狀，其筆尖部的尖端構(gòu)成毛細(xì)管的尖端。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面張力測試儀，其特征在于所述壓力計(jì)(7)采用微型數(shù)字壓力 計(jì)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面張力測試儀，其特征在于所述減壓裝置(11)是一個(gè)向上開口 而下底有排水管的容器，其內(nèi)盛有水(10)，其向上開口通過個(gè)大橡皮塞(12)插置兩 根玻璃管，其中-根玻璃管h有一個(gè)閥I (6)而控制接通大氣，另一根玻璃管接通所述 橡皮管(5)而接通所述測液容器(2)和壓力計(jì)(7)，所述排水管上有一個(gè)閥n (8)而 控制接通放置在下方的燒杯(9)。
7、 一種表面張力測試方法，采用權(quán)利要求1所述表面張力測試儀進(jìn)行測試，其特征在于具體 操作步驟如下a. 開啟恒溫水槽(14)，將水溫調(diào)至實(shí)驗(yàn)所需溫度，并使外套管(13)內(nèi)充滿實(shí)驗(yàn)所需恒 溫水，b. 將壓力計(jì)(7)接通電源，通電預(yù)熱5 10分鐘后待用，c. 將測液容器(2)和毛細(xì)管(4)清洗干凈，并少量多次(一般三次)用待測液體(1) 潤洗后，在測液容器(2)里裝入待測液體(1),將毛細(xì)管(4)垂直插入內(nèi)管(2)并 塞緊橡皮塞(3)，注意毛細(xì)管(4)尖端與待測液面要?jiǎng)偤孟嗲?，d. 關(guān)好閥II (8)，在減壓裝置(11)中加水(10)至其容積的三分之二處為宜，塞緊大 橡皮塞(12)，e. 打開閥I (6)，使整個(gè)體系通大氣，將壓力計(jì)(7)釆零后備用，f. 關(guān)閉閥I (6)，打開閥II (8)，使體系減壓，當(dāng)壓力計(jì)(7)上有壓力顯示時(shí)，關(guān)閉閥 II (8)，觀察壓力計(jì)(7)上壓力是否變化，若壓力計(jì)(7)所顯示的壓力在2 3分鐘 內(nèi)不變，則證明體系不漏氣，便可進(jìn)行待測液體表面張力測試；若壓力計(jì)(7)所顯示 的壓力數(shù)字在不斷變小，則證明體系漏氣，應(yīng)檢查各連接部位和閥、橡皮塞部位是否 不夠密封，處理好之后再試體系漏氣否，直到體系不漏氣為止，g. 打開閥II (8)，調(diào)節(jié)水(10)的流量，流量大小以毛細(xì)管(4)產(chǎn)生氣泡速度為每4 5 秒有一個(gè)氣泡逸出，記錄下壓力計(jì)(7)上絕對值為最大的壓力，h. 重復(fù)2 7測試不同濃度待測液體(1)和去離子水產(chǎn)生氣泡的壓力，經(jīng)過相關(guān)公式運(yùn) 算對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，則待測液體(1)的表面張力就測試出來了。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種表面張力測試儀及方法。本測試儀包括一個(gè)盛貯待測溶液的測液容器、一個(gè)垂直插置在測液容器中而尖端與待測液面相切的毛細(xì)管、一個(gè)減壓裝置、以及由橡皮管接通測液容器和減壓裝置的壓力計(jì)，測液容器裝有恒溫裝置。本發(fā)明的方法是采用上述表面張力測試儀進(jìn)行測試。本發(fā)明的測試儀結(jié)構(gòu)合理，操作方便，能提高測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，提高測試速度和工作效率，適用于科研機(jī)構(gòu)和高校實(shí)驗(yàn)室。
文檔編號G01N13/02GK101393104SQ200810201988
公開日2009年3月25日 申請日期2008年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月30日
發(fā)明者張小平 申請人:上海大學(xué)