全自动表界面张力仪的结构及工作原理_诚德检测仪器

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全自动表界面张力仪的结构及工作原理

(2013-04-12 02:41:16)

标签：

全自动表界面张力仪

杂谈

全自动表界面张力仪的结构及工作原理

文/诚德检测仪器

本仪器的结构主要由扭力丝、差动变压器、铂金环及升降部分组成，使用时让铂金环浸入到被测液体中一定位置，通过电机、齿轮、托盘带动盛有被测液体的玻璃器皿下降，这时铂金环与被测液体之间的墨被拉长，使铂金环受到一个向下的力，通过杠杆臂使扭力丝随之扭转，差动变压器的磁芯随铂金环的下降而上升，使差动变压器的线圈感应出一定的电压值，使被拉伸的薄膜变形量为转变为电压量，经过微机处理转化为相应的张力值，并自动显示出来。随着薄膜被逐渐拉长，张力值逐渐增大，直至薄膜破裂，记下最大值就是该液体的实测张力值P，再乘以该液体的校正因子F，就得到液体的实际张力值V，即V=P•F，校正因子F取决于实测张力值P，液体密度，铂金丝的半径及铂金环的半径。

由于该机实行微机控制，在软件编制和硬件设计方面，都增加了该仪器的抗干扰性。在调零时，采用了电调零，使差动变压器的磁芯只要在调零范围内处于稳定状态即可调零，使用起来非常方便、可靠。

仪器的安装和使用

1、打开包装后，小心把仪器取出，放在平稳的台面上，室温在20±5℃内应基本恒定，以仪器上水准泡为准，调节基座上调平旋钮，使仪器水平。

2、打开上盖，检查下列是否正常。

A、差变的磁芯是否在正常位置，磁芯不应碰壁，应自由下垂。

B、扭力丝应张紧，若扭力丝松弛，应调整两端紧固螺钉。

C、杠杆臂应水平，否则调整扭力丝两端，使之水平。检查完毕后上盖放回原位置。

1、将电源插头插在具有可靠接地的外部电源插座上，打开电源开关，稳定30分钟。把铂金环和玻璃杯进行很好的冲洗。先在石油醚中清洗铂丝圆环，接着用丙酮漂洗，然后在煤气灯或酒精灯的氧化焰中加热、烘干铂丝圆环（用其它的方法也可以）。在处理铂丝圆环时要特别小心，以免铂金环变形。然后将铂金环挂在杠杆臂的小钩上。稳定后，开始进行调零工作。

2、若此时显示标志“A”或“F”时，打开上盖，调整升降杆，直至调整范围，调整范围是，0.0—10.0毫牛/米。若在数字前出现标志“’”表示铂金环没在稳定状态，此时不能进行调零。若在数字前出现标志“H”表示铂金环在稳定状态，此时按调零键方可进行调零。

3、测液体的张力有表面张力和界面张力

A、对于测液体表面张力，把调整到25℃的试样倒入玻璃杯中，20—25毫米高，将玻璃杯放在托盘中间位置，调整好零点后，按上升键，铂金环将与被测物体接触，使铂金环深入到液体中5—7毫米处，按停止键。此时若需要峰值保持则可按保持键（不需要则不按保持键），再按下降键，托盘和被测液体开始下降，显示值逐渐增大，最终保持在最大值（若没按保持键则显示随机值），该最大值就是液体的实测表面张力值P，然后按停止键。

B、对于测液体界面张力,以石油产品油对水界面张力为例,把一定量的25℃蒸馏水倒入玻璃杯中,将玻璃杯放在托盘中间位置,升高托盘,试铂金环深入到液体中5—7毫米深度。在蒸馏水上慢慢倒入已调至25℃试样至约10毫米高度。注意不要使圆环触及油—水界面。让油水界面保持30秒钟,根据需要决定是否按峰值保持键,按下降键,记下液膜从界面破裂时的最大值,即得到界面的实测张力值,然后按停止键。

1、调零键具有双重功能，一是对仪器进行调零，另一是去掉峰值保持值。对于表面张力的测定，若想对同一种液体试样在短时间内连续做几次试验，则可在上次试验后再按调零键，以消除上次峰值（若上次峰值没保持则可不按调零键），此时显示值为铂金环是沾有少量液体时的随机值，然后重复进行步骤5，对于界面张力的测定，每次试验前都必须对铂金环进行处理，然后重复进行试验。不论是表面张力还是界面张力的测定，在按复位键后，进行调零前铂金环必须是被处理过的。

2、对实际张力的校正：用圆环法测定张力时需考虑以下两种情况。

A、在测量过程中，环是被向上拉起的，使液体表面变形，随着环向上移动的距离增加，液体的变形量也增加，所以由中心到破裂点的半径小于环的平均半径，这种影响由环的半径和铂金丝的半径比给出。

B、少量液体沾附在环下部，这种影响可以用一种函数形式表示。从以上两种情况看，实际的张力值V应由测定的张力P乘以一个校正因子F即V=P×F。在该仪器中，按ASTMD—971计算校正因子公式为：

0.01452P 1.679

F=0.7250+ ———— +0.04534-

C（D-d） R/r

式中P:显示的读数值毫牛/米

C:环的周长6.00厘米

R:环的半径0.955厘米

D:下相密度(25℃时)克/毫升

d: 上相密度(25℃时)克/毫升

r:铂金丝的半径0.03厘米

在液体和气体的情况下:D是液体的密度，d是气体的密度。

五、仪器的校验

用质量法校验：将仪器安装好后，在铂金环上放一小纸片，调好零，在小纸片上放一定量的砝码，这时显示出一定的力值，这个值如果和计算值一致，说明仪器已调好，如果不一致，打开仪器后盖，调整和差动变压器相连的线路板上的调幅电位器，通过反复调整，使之与计算值一致。例如把零调好，在纸片上放1000mg的砝码，这时显示值应为81.7毫牛/米，应与计算值一样，若不是此值可调电位器使之达到此值，即可进行液体张力值的测试。注：调幅值时也影响零点值，所以要调零，加砝码，测值多调几次。一般若张力值在允许误差范围内可不进行调整。在仪器初次使用和放置长时间后再使用，或认为测试结果误差较大时要进行仪器的校验。计算值的计算公式为：

P=mg/2L

m：砝码质量（克）

g：本地重力加速度（米/平方秒）

L：铂金环的圆周长（米）

1000×10×9.8017

1000 mg砝码的计算值P=———————=81.7毫牛/米

2×6.00×10

保留小数点后一位，四舍五入。

六、注意事项

仪器使用完毕后，关闭电源取下铂金环，清洗干净后，待下次使用。当显示结果出现标致“E”时说明测试的张力值已超出本仪器的测量范围，若显示结果出现异常时，可按复位键，这时要重新进行试验。

再现性不好的原因：

（1）铂金环和玻璃杯没有完全冲洗干净。

（2）液体有过期性变化。

（3）差动变压器的磁芯是否碰壁。

（4）扭力丝松弛。

无显示：

（1）电源插座未插好。

（2）保险管烧坏（1A）。

（3）未开电源开关。

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