Тензиометр , поскольку это относится к физике является измерительным прибором используется для измерения поверхностного натяжения ( ) жидкостей или поверхностей. Тензиометры используются в научно-исследовательских лабораториях для определения поверхностного натяжения жидкостей, таких как покрытия, лаки или клеи. Еще одна область применения тензиометров - это мониторинг промышленных производственных процессов, таких как очистка деталей или нанесение гальванических покрытий.
Типы [ править ]
Гониометр / тензиометр [ править ]
Ученые-поверхностники обычно используют оптический гониометр / тензиометр для измерения поверхностного и межфазного натяжения жидкости с использованием методов подвешенной или лежащей капли. Капля создается и фиксируется с помощью камеры CCD . Профиль капли впоследствии извлекается, и сложные программные процедуры затем подгоняют теоретическое уравнение Юнга-Лапласа к экспериментальному профилю капли. Поверхностное натяжение затем можно рассчитать по подобранным параметрам. В отличие от других методов, этот метод требует лишь небольшого количества жидкости, что делает его пригодным для измерения межфазного натяжения дорогих жидкостей. [1]
Кольцевой тензиометр Du Noüy [ править ]
В тензиометрах этого типа используется платиновое кольцо, погруженное в жидкость. Когда кольцо вытягивается из жидкости, необходимое усилие точно измеряется для определения поверхностного натяжения жидкости.
Этот метод хорошо зарекомендовал себя, что подтверждается рядом международных стандартов, таких как ASTM D971. Этот метод широко используется для измерения межфазного натяжения между двумя жидкостями, но необходимо следить за тем, чтобы платиновое кольцо оставалось недеформированным. [2]
Пластинчатый тензиометр Вильгельми [ править ]
Пластинчатый тензиометр Вильгельми требует, чтобы пластина контактировала с поверхностью жидкости. Он широко считается самым простым и точным методом измерения поверхностного натяжения. Из-за большой длины смачиваемой платиновой пластины показания поверхностного натяжения обычно очень стабильны по сравнению с альтернативными методами. В качестве дополнительного преимущества тарелка Вильгельми также может быть сделана из бумаги для одноразового использования. При измерении межфазного натяжения необходимо учитывать плавучесть зонда, что усложняет измерение. [2]
Метод Дю Нуи-Паддея [ править ]
В этом методе используется стержень, который опускается в тестовую жидкость. Затем стержень вынимается из жидкости и точно измеряется сила, необходимая для его вытягивания. Метод не стандартизирован, но иногда используется. Штанговый тензиометр Du Noüy-Padday быстро выполняет измерения и работает с жидкостями с широким диапазоном вязкости. Межфазное напряжение невозможно измерить.
Тензиометр пузырькового давления [ править ]
Из-за внутренних сил притяжения жидкости пузырьки воздуха внутри жидкости сжимаются. Результирующее давление (давление пузырька) возрастает при уменьшении радиуса пузырька. В методе давления пузырьков используется давление пузырьков, которое выше, чем в окружающей среде (воде). Газовый поток закачивается в капилляр, погруженный в жидкость. Образующийся пузырек на конце капилляра постоянно становится больше по поверхности; тем самым радиус пузыря уменьшается.
Давление поднимается до максимального уровня. В этот момент пузырек достиг своего наименьшего радиуса (радиуса капилляра) и начинает формировать полусферу. За пределами этой точки пузырь быстро увеличивается в размере и вскоре лопается, отрываясь от капилляра, тем самым позволяя новому пузырю развиться на кончике капилляра. Именно во время этого процесса развивается характерная картина давления (см. Рисунок), которая оценивается для определения поверхностного натяжения.
Из-за простоты обращения и небольших усилий по очистке капилляра тензиометры давления пузырьков являются распространенной альтернативой для контроля концентрации моющего средства в процессах очистки или гальваники.
См. Также [ править ]
- Поверхностное натяжение
- Уравнение Юнга-Лапласа
- Капиллярное действие
- Пьезометр
- Пьер Леконт дю Нуи
- Межфазная реология
Ссылки [ править ]
- ^ Де Жен, PG, Brochard-Wyart, F и Quere D, "Капиллярность и смачивание явления: капли, пузыри, жемчуг, волны", 2004, p58
- ^ a b Biolin Scientific. «Поверхностное и межфазное натяжение | Белая книга» .
Внешние ссылки [ править ]
СМИ, связанные с тензиометром (поверхностное натяжение) на Викискладе?
- Поверхностное натяжение и как его измерить
- Поверхностное натяжение параметра процесса
- Основы метода Вильгельми
