一種表面活性劑極性的檢測裝置及其檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種表面活性劑極性的檢測裝置，包括與氣-液兩相界面表面接觸用于感應(yīng)氣-液兩相界面處的表面電荷的檢測探針；接收所述檢測探針檢測到的表面電荷并產(chǎn)生一定電勢的控制單元，所述控制單元對該電勢的變化信號進行降噪、數(shù)據(jù)處理和極性分析判斷該信號的極性，根據(jù)該信號的極性判斷吸附在該氣-液兩相界面表面活性劑的極性；接收所述控制單元傳送的對活性劑極性的判斷結(jié)果并對該結(jié)果進行顯示的顯示單元。本裝置在使用過程中測量原理可靠、測量方法簡單，可迅速、準確地探測出表面活性劑的極性，檢測設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、適用范圍廣、方便攜帶，且具有能耗低和易于操作的特點。
【專利說明】一種表面活性劑極性的檢測裝置及其檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣-液兩相界面處表面活性劑的極性檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種表面活性劑極性的檢測裝置及其檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]表面活性劑是一種能夠顯著降低水的表面張力或兩相界面張力的物質(zhì)。表面活性劑在人們的日常生活中以及精細化工領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。由于具有潤濕或抗粘、乳化或破乳、增溶、分散和抗靜電等一系列物理化學作用，表面活性劑成為一類靈活多樣具有重要使用價值的精細化工產(chǎn)品。近年來，我國表面活性劑的產(chǎn)量和使用量逐年增加、種類繁多，但不同極性的表面活性劑具有不同的物理化學性質(zhì)、特定的應(yīng)用范圍和處理要求，因此準確及時地檢測表面活性劑的極性對社會生活生產(chǎn)具有十分重要的意義。
[0003]目前常見的檢測表面活性劑極性的方法主要有:色譜測定法、分光光度法、流動注射分析法、共振散射光譜法等。其中色譜測定法操作復(fù)雜，測量條件較為苛刻，應(yīng)用范圍受到一定限制。分度光度法多采用亞甲藍試劑，該法準確度和重現(xiàn)度好，流動注射分析法操作簡單快捷，但兩種方法均需要大量有毒溶劑氯仿進行萃取并反洗。光譜法靈敏度高，但所需檢測步驟繁多，不便用于在線監(jiān)測，且所用儀器設(shè)備較為昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明公開了一種表面活性劑極性的檢測裝置，包括與氣-液兩相界面表面接觸用于感應(yīng)氣-液兩相界面處的表面電荷的檢測探針；
[0005]接收所述檢測探針檢測到的表面電荷并產(chǎn)生一定電勢的控制單元，所述控制單元對該電勢的變化信號進行降噪、數(shù)據(jù)處理和極性分析判斷該信號的極性，根據(jù)該信號的極性判斷吸附在該氣-液兩相界面表面活性劑的極性；
[0006]接收所述控制單元傳送的對活性劑極性的判斷結(jié)果并對該結(jié)果進行顯示的顯示單元。
[0007]進一步的，所述控制單元包括處理器，所述處理器對電勢的變化信號進行降噪、信號存儲、信號數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析判斷該電勢變化信號的極性以及根據(jù)該信號的極性判斷吸附在該氣-液兩相界面表面活性劑的極性。
[0008]一種表面活性劑極性的檢測裝置的表面活性劑極性的檢測方法，包括以下步驟:
[0009]步驟1:將該檢測裝置懸掛于氣-液兩相界面表面的上方并緩慢下降，檢測探針接觸到氣-液兩相界面時感應(yīng)到界面處的表面電荷；
[0010]步驟2:控制單元接收所述檢測探針感應(yīng)到的表面電荷并產(chǎn)生一定的電勢，并對產(chǎn)生的電勢的變化信號進行信號降噪、信號存儲、信號數(shù)據(jù)處理和信號極性判斷；
[0011]步驟3:控制單元根據(jù)電勢的變化信號的極性判斷氣-液兩相界面表面活性劑的極性:如果該電勢的變化信號為正，則該氣-液兩相界面表面的活性劑的極性為正；如果該電勢的變化信號為負，則該氣-液兩相界面表面的活性劑的極性為負。[0012]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的一種表面活性劑極性的檢測裝置及其檢測方法，通過微型檢測探針接觸氣-液兩相界面時感應(yīng)界面處的表面電荷并在控制單元上產(chǎn)生感應(yīng)電流并經(jīng)過電阻在電阻兩端產(chǎn)生一定的電勢，采集電勢的變化信號，對采集到的電勢變化信號進行降噪、信號數(shù)據(jù)處理、信號極性分析，通過該電勢變化信號的極性來判斷氣-液兩相界面表面活性劑的極性。本發(fā)明公開的表面活性劑極性的檢測裝置及其檢測方法，在檢測過程中不受溶液溫度、粘度、PH值及表面活性劑濃度等因素的影響，檢測范圍廣，穩(wěn)定性良好，具有較高的檢測靈敏度和檢測精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為本發(fā)明公開的檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明公開的檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為本發(fā)明中控制單元內(nèi)部具有的電路原理圖。
[0017]圖中:1、控制單元；2、檢測探針；3、顯示單元；11、處理器；17、紅色指示燈；18、藍色指示燈；19、開關(guān)；21、探針保護套。
【具體實施方式】
[0018]為使本發(fā)明的技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚,下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚完整的描述:
[0019]本發(fā)明的工作原理如下:吸附在氣-液兩相界面上的表面活性劑極性的性質(zhì)決定了界面電荷的極性，即正離子表面活性劑將會使溶液在兩相界面積累正電荷，而負離子表面活性劑將會在兩相界面積累負電荷，且界面電荷極性不會受表面活性劑的濃度以及溶液PH值的影響。本發(fā)明基于上述原理，根據(jù)氣-液兩相界面處帶有一定數(shù)量的電荷，這些表面電荷會通過吸附異號離子、排斥同號離子而在界面形成雙電層，并且雙電層具有一定的電勢，通過采集電勢變化信號的極性來判斷該氣-液兩相界面活性劑的極性。
[0020]如圖1所示的一種表面活性劑極性的檢測裝置，包括檢測探針2、控制單元I和顯示單元3。該控制單元I內(nèi)部具有一定的電路結(jié)構(gòu)，如圖3所示。所述檢測探針2與氣-液兩相界面表面接觸用于感應(yīng)氣-液兩相界面處的表面電荷；該表面電荷運動至控制單元I內(nèi)在控制單元I上產(chǎn)生感應(yīng)電流，并經(jīng)過電阻在電阻兩端產(chǎn)生一定的電勢，控制單元I采集電勢的變化信號存儲在處理器11內(nèi)。由于處理器11包括邏輯運算器、程序存儲器和信號存儲器，因此該處理器11對采集到的電勢變化信號進行降噪、數(shù)據(jù)處理和極性分析判斷，根據(jù)該信號的極性判斷吸附在該氣-液兩相界面表面活性劑的極性。并且將輸出的活性劑極性結(jié)果顯示在顯示單元3上。
[0021]進一步的，控制單元I包括處理器11，所述處理器11對電勢的變化信號進行降噪、信號存儲、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析判斷該電勢變化信號的極性以及該氣-液兩相界面表面活性劑的極性。在實際應(yīng)用中，處理器11可以采用ATmegall6L8位AVR微處理器。[0022]進一步的，如圖2所示，在控制單元I上設(shè)置有開關(guān)19、紅色指示燈17和藍色指示燈18。當處理器11判斷表面活性劑為正離子時控制紅色指示燈17亮起，當表面活性劑為負離子時控制藍色指示燈18亮起。
[0023]進一步的，如上所公開的一種表面活性劑極性的檢測裝置的表面活性劑極性的檢測方法，具體包括以下步驟:
[0024]步驟1:將該檢測裝置懸掛于氣-液兩相界面表面的上方并緩慢下降，檢測探針2接觸到氣-液兩相界面時感應(yīng)到界面處的表面電荷；
[0025]步驟2:控制單元I接收所述檢測探針2感應(yīng)到的表面電荷并產(chǎn)生一定的電勢，并對產(chǎn)生的電勢的變化信號進行信號降噪、信號存儲、信號數(shù)據(jù)處理和信號極性判斷；
[0026]步驟3:控制單元I根據(jù)電勢的變化信號的極性判斷氣-液兩相界面表面活性劑的極性:如果該電勢的變化信號為正，則該氣-液兩相界面表面的活性劑的極性為正；如果該電勢的變化信號為負，則該氣-液兩相界面表面的活性劑的極性為負。
[0027]實施例:
[0028]在實際應(yīng)用中，如圖2所示的表面活性劑極性的檢測裝置的示意圖，該檢測裝置的最底端為檢測探針2，在檢測探針2的外部可以設(shè)置有探針保護套21，將顯示單元3設(shè)置在控制單元I的表面，首先我們將檢測探針2懸掛在待測液體即氣-液兩相界面表面的上方并緩緩下降，當檢測探針2接觸到氣-液兩相界面時，感應(yīng)該界面處的表面電荷，由于控制單元I內(nèi)具有電路結(jié)構(gòu)，因此可以產(chǎn)生感應(yīng)電流并經(jīng)過電阻在電阻兩端產(chǎn)生一定的電勢，然后采集電勢的變化信號并通過處理器11將采集到的電勢變化信號進行降噪、數(shù)據(jù)處理和極性分析，判斷出信號極性。根據(jù)信號極性進而判斷表面活性劑的極性，當信號幅值為正時，處理器11控制顯示單元3對上述判斷結(jié)果進行顯示。并且如果處理器11判斷表面活性劑為正離子時則控制紅色指示燈17亮起，如果處理器11判斷表面活性劑為負離子時則控制藍色指示燈18亮起。
[0029]本發(fā)明公開的一種表面活性劑極性的檢測裝置及其檢測方法，根據(jù)正離子表面活性劑將會使溶液在兩相界面積累正電荷，而負離子表面活性劑將會在兩相界面積累負電荷，本裝置通過對氣-液兩相界面表面電荷產(chǎn)生的電勢變化信號的極性來判斷表面活性劑的極性。本裝置在使用過程中測量原理可靠、測量方法簡單，可迅速、準確地探測出表面活性劑的極性，檢測設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、適用范圍廣、方便攜帶，且具有能耗低和易于操作的特點。
[0030]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種表面活性劑極性的檢測裝置，其特征在于:包括與氣-液兩相界面表面接觸用于感應(yīng)氣-液兩相界面處的表面電荷的檢測探針(2); 接收所述檢測探針(2)檢測到的表面電荷并產(chǎn)生一定電勢的控制單元(I)，所述控制單元(I)對該電勢的變化信號進行降噪、數(shù)據(jù)處理和極性分析判斷該信號的極性，根據(jù)該信號的極性判斷吸附在該氣-液兩相界面表面活性劑的極性； 接收所述控制單元(I)傳送的對活性劑極性的判斷結(jié)果并對該結(jié)果進行顯示的顯示單元⑶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種表面活性劑極性的檢測裝置，其特征還在于:所述控制單元(I)包括處理器(11)，所述處理器(11)對電勢的變化信號進行降噪、信號存儲、信號數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析判斷該電勢變化信號的極性以及根據(jù)該信號的極性判斷吸附在該氣-液兩相界面表面活性劑的極性。
3.—種如權(quán)利要求1至2任意一項所述的一種表面活性劑極性的檢測裝置的表面活性劑極性的檢測方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1:將該檢測裝置懸掛于氣-液兩相界面表面的上方并緩慢下降，檢測探針(2)接觸到氣-液兩相界面時感應(yīng)到界面處的表面電荷； 步驟2:控制單元(I)接收所述檢測探針(2)感應(yīng)到的表面電荷并產(chǎn)生一定的電勢，并對產(chǎn)生的電勢的變化信號進行信號降噪、信號存儲、信號數(shù)據(jù)處理和信號極性判斷； 步驟3:控制單元(I)根據(jù)電勢的變化信號的極性判斷氣-液兩相界面表面活性劑的極性:如果該電勢的變化信號為正，則該氣-液兩相界面表面的活性劑的極性為正；如果該電勢的變化信號為負，則該氣-液兩相界面表面的活性劑的極性為負。
【文檔編號】G01N27/60GK103940892SQ201410200519
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】宋永欣, 周航, 孫潤哲 申請人:大連海事大學