表面張力計(jì)測(cè)量原理

表面張力

液體表面張力有著一種互相吸引的傾向，當(dāng)液體與水氣面（氣體）互相接觸時(shí)，而兩者之間產(chǎn)生的面，便是所知道的“界面”。一個(gè)非常貼切的例子是：一滴水自空氣中落下所形成的球形狀態(tài)，是因?yàn)楸砻鎻埩κ顾砻孀钚』傻捏w積。

表面張力產(chǎn)生的原因是液體跟氣體接觸的表面存在一個(gè)薄層，叫做表面層，表面層里的分子比液體內(nèi)部稀疏，分子間的距離比液體內(nèi)部大一些，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力。如同要把彈簧拉開(kāi)些，彈簧反而表現(xiàn)具有收縮的趨勢(shì)。正是因?yàn)檫@種張力的存在，有些小昆蟲(chóng)才能無(wú)拘無(wú)束地在水面上行走自如。分子在液體表面揮發(fā)出很強(qiáng)的吸引力，互相吸引在鄰近的分子，這種合力在每一單位長(zhǎng)度的表面任何交點(diǎn)成垂直線，便是所述的表面張力，它是以Dynes/cm為測(cè)量單位。

最大氣泡壓力法

最大氣泡壓力法，氣泡在壓力下出自不同直徑的兩支玻璃管口，在液體里最大壓力差產(chǎn)生的氣泡直接與表面張力是成正比例的。表面活性劑內(nèi)含的活性分子的表面張力變化便需要用最大氣泡壓力法去測(cè)量。氣泡形成時(shí)，根據(jù)速度的改變所得到的數(shù)據(jù)，便可作為研究表面活性劑的活躍分子擴(kuò)散時(shí)間，即是動(dòng)態(tài)表面張力測(cè)量方法。

表面活性劑的活躍分子，動(dòng)態(tài)是它的特征，表面張力高，界面擴(kuò)展時(shí)間便減少，限制了表面活性劑分子移往界面，因此便發(fā)現(xiàn)液體的測(cè)量尺度可以是動(dòng)態(tài)表面張力或表面擴(kuò)散時(shí)間。而表面活性劑亦顯示了它的3個(gè)特征，即表面張力測(cè)量的同時(shí)可研究表面活性劑濃度功能，動(dòng)態(tài)表面張力和界面擴(kuò)散時(shí)間。

表面張力計(jì)可以從表面活性劑的動(dòng)態(tài)曲線的任何點(diǎn)做開(kāi)始間歇或連續(xù)測(cè)量，而連續(xù)測(cè)量的功能是基于表面張力的控制參數(shù)。在慢速度的氣泡下，表面張力擴(kuò)散時(shí)間大約等于氣泡速度，當(dāng)氣泡速度增加時(shí)，表面擴(kuò)散時(shí)間與氣泡速度即成反比例的減少。如果氣泡速度很快增加，氣泡便會(huì)連接一起，形成振蕩射流式（測(cè)量動(dòng)態(tài)表面張力），示波器的相關(guān)軟件程序可以準(zhǔn)確檢驗(yàn)（核實(shí)）氣泡分離和準(zhǔn)確讀出快速氣泡的擴(kuò)散時(shí)間。

表面張力計(jì)包括氣泡發(fā)生單元、壓力感應(yīng)單元、溫度檢測(cè)單元以及顯示器，如圖1，氣泡發(fā)生單元、壓力感應(yīng)單元、溫度檢測(cè)單元分別與顯示器相連接，氣泡發(fā)生單元與壓力感應(yīng)單元連接。

氣泡發(fā)生單元包括毛細(xì)管、微泵和第一電子驅(qū)動(dòng)控制器，用于向液體表面輸出氣體產(chǎn)生氣泡；微泵上設(shè)有進(jìn)氣口、出氣口和連接頭，毛細(xì)管的一端通過(guò)出氣口與微泵連接，第一驅(qū)動(dòng)控制器與顯示器相連；

壓力感應(yīng)單元包括壓力傳感器和第二電子驅(qū)動(dòng)控制器，用于檢測(cè)氣泡產(chǎn)生的壓力；毛細(xì)管、出氣口和壓力傳感器通過(guò)三通相互連接，第二電子驅(qū)動(dòng)器與壓力傳感器。顯示器連接；

溫度檢測(cè)單元包括溫度檢測(cè)器和溫度傳感棒，用于檢測(cè)液體的溫度；溫度傳感棒一端與溫度檢測(cè)器連接，另一端深入液體內(nèi)部；溫度檢測(cè)器與顯示器連接。

表面張力計(jì)具有以下特點(diǎn)：

（1）液體表面張力隨溫度增加而減少，反之亦然，溫度探頭是位于出氣孔附近，因此溫度讀數(shù)誤差為0.1攝氏度；

（2）表面張力計(jì)完全是電腦操作系統(tǒng)，包括軟件編程，顯示，儲(chǔ)存，圖表曲線，數(shù)據(jù)收集等。電腦化功能，儲(chǔ)存實(shí)時(shí)表面張力測(cè)試數(shù)據(jù)，及即時(shí)顯示監(jiān)控測(cè)試數(shù)據(jù)，每一個(gè)氣泡從孔口形成，即時(shí)作出單獨(dú)表面張力測(cè)量，及輸出平均表面張力測(cè)試值。如果處理測(cè)試程序有改變，表面張力測(cè)試儀會(huì)追蹤改變程序及讀數(shù)。表面張力計(jì)可用作簡(jiǎn)單測(cè)試，品質(zhì)控制測(cè)量，或用作綜合及復(fù)雜測(cè)量；

（3）不需要有技術(shù)及有經(jīng)驗(yàn)技術(shù)員操作，儀器校準(zhǔn)完全靠?jī)煞N標(biāo)準(zhǔn)液體及已知的表面張力數(shù)據(jù)，電腦程序會(huì)自動(dòng)計(jì)算及儲(chǔ)存需要的校準(zhǔn)曲線，每個(gè)校準(zhǔn)程序都是順序在電腦完成的；

（4）表面張力計(jì)的設(shè)計(jì)是以仿效示波器及顯示氣泡在壓力衍生下的波形，可查證、核實(shí)氣泡在高速形成下，是不會(huì)串連的，更可準(zhǔn)確認(rèn)證氣泡速度與擴(kuò)散時(shí)間。

表面張力計(jì)的應(yīng)用極為廣泛，主要用于以下方面：

（1）在線表面張力測(cè)試，用于過(guò)程分柝與控制，可達(dá)致產(chǎn)品均質(zhì)優(yōu)化及減低損耗，整體來(lái)說(shuō)是降低生產(chǎn)成本、質(zhì)量監(jiān)控。

（2）臨界膠速表面活性劑濃度相對(duì)表面張力，可以很快由測(cè)繪標(biāo)圖而確定。

（3）一些常用的清潔劑的表面活性劑非?；钴S，表面張力測(cè)試可研究清潔劑的方子，從而優(yōu)化它的功能。

（4）很多墨水、涂料都含有活躍的表面活性劑，當(dāng)在應(yīng)用過(guò)程中，會(huì)直接影響質(zhì)量。通過(guò)高速的公式、化學(xué)方子預(yù)測(cè)比較，可更準(zhǔn)確的加強(qiáng)應(yīng)用性能。

（5）可用于測(cè)試氣霧劑的噴霧方子、化學(xué)公式的比較，主要是衡量表面活性分子的擴(kuò)散時(shí)間。

（6）儀器的模擬輸出包括微分壓力傳感器訊息，會(huì)收集得表面活性分子由環(huán)繞的流體至空氣/液體界面的表面擴(kuò)散準(zhǔn)確的測(cè)量值及它的移動(dòng)訊息。

（7）測(cè)量半導(dǎo)體工業(yè)的電鍍液槽里電鍍液的表面張力，可以準(zhǔn)確決定電鍍液的濃度及添加劑的應(yīng)用份量。

打開(kāi)儀器：接通表面張力儀電源，并按動(dòng)“開(kāi)/關(guān)”鍵，預(yù)熱30分鐘。

滿量程校正

在第一次使用或用一段時(shí)間后可對(duì)張力儀進(jìn)行滿量程校正：

（1）將吊鉤和白金板都掛好；

（2）去“皮重”操作，可顯示“0.0”（或“0.00”）；

（3）按“校正”鍵，顯示“CAL”，掛上隨機(jī)所附的400mN（或200mN）的標(biāo)準(zhǔn)碼；

（4）5秒鐘左右即出現(xiàn)“400.0”（或0.00）Mn，聽(tīng)到“嘟”的聲音后校正結(jié)束。

避免操作

在測(cè)試過(guò)程中所要避免的：當(dāng)白金板或玻璃皿不干凈，測(cè)量值會(huì)有所誤差而且再現(xiàn)性較差，數(shù)值忽大忽小或持續(xù)增加或持續(xù)減小，所以應(yīng)力求保持干凈。舉例而言，比如測(cè)水的過(guò)程中使用者將手指輕輕點(diǎn)了水，本儀器立即會(huì)顯示出變化了的較小張力值，這是因?yàn)槿说氖钟杏透淖兞怂谋砻嫣匦?。且要保持白金板與玻璃器皿的干凈（烘干后再用），求出正確值。

標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法

在開(kāi)機(jī)預(yù)熱30分鐘后進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量。

（1）用鑷子夾取已清洗干凈的白金板。用灑精燈燒白金板，一般火與水平面呈45度角進(jìn)行，直到白金板變紅為止，時(shí)間為20-30秒。掛好白金板，蓋滅灑精燈。

（2）將燒好的白金板掛在掉鉤上，按“去皮”鍵后顯示值要為零。

（3）在樣品皿中加入測(cè)量液體，將被測(cè)樣品放于樣品臺(tái)上。放之前一定目測(cè)一下白金板掛的高度，如果可能會(huì)浸入樣品中時(shí)，請(qǐng)將按“向下”按鍵將樣品臺(tái)向下。

（4）將樣品放好后：開(kāi)始計(jì)時(shí)五分鐘讀取一個(gè)值，取值后按‘向下‘樣品臺(tái)逐漸下降，白金板脫離被測(cè)樣品然后再按‘向上’，重復(fù)操作兩次各五分鐘取值。再把讀取的三個(gè)值相加取均值，均值就是這個(gè)樣品的所求值。

（5）把盛有樣品的器皿小心的取出到入待檢樣，把到完的器皿輕輕放在清洗盆內(nèi)用流水沖洗，有殘留物洗不干凈時(shí)用手洗，取少許洗衣粉輕輕洗干凈為佳。把洗干凈的器皿放置于干烘箱。

（6）用鑷子夾取白金板，并用流水沖洗，沖洗時(shí)應(yīng)注意與水流保持一定的角度，原則為盡量做到讓水流洗干凈板的表面且不能讓水流使得板變形；再用灑精燈燒干板面上的水份掛于掉鉤上，蓋滅灑精燈，關(guān)好門(mén)。2100433B

張力計(jì)是測(cè)量絲網(wǎng)受到拉力作用時(shí)其內(nèi)部與固定絲網(wǎng)接觸體之間的相互牽引力大小的儀器。　張力計(jì)有機(jī)械式和電子式兩種，測(cè)量張力的單位用gf或者kgf表示。張力也可以用相對(duì)數(shù)值來(lái)表示。

張力計(jì)就是用相對(duì)數(shù)值表示張力的一種，是通過(guò)張力計(jì)自身重量使絲網(wǎng)下沉的深度的數(shù)值 ( 毫米 ) 來(lái)計(jì)算，張力數(shù)值可從指示盤(pán)上直接得到，或者從控制盤(pán)上間接得到。

張力計(jì)有手工操作和機(jī)械操作兩種。

張力計(jì)是檢驗(yàn)絲網(wǎng)印版質(zhì)量的重要的檢測(cè)儀器。為保證得到制版要求的張力，在繃網(wǎng)過(guò)程中或繃網(wǎng)后都要使用張力計(jì)測(cè)量。

張力計(jì)，最初用在紡織行業(yè)，它為精確測(cè)量拉緊力，提供了一種方法，可以在線實(shí)時(shí)測(cè)量運(yùn)動(dòng)中的張力，以確保產(chǎn)品質(zhì)量和一致性。

隨著技術(shù)的進(jìn)步，張力計(jì)可以用在不同行業(yè)和領(lǐng)域：絲，紙轉(zhuǎn)換，線圈，航空，以及政府和民間研究設(shè)施全世界。隨后幾年看到的光纖，電火花加工制造，航空航天儀器引進(jìn)，技術(shù)要求等行業(yè)。

張力計(jì)適用于繼電器接點(diǎn)壓力、電子開(kāi)關(guān)、微型開(kāi)關(guān)、閥門(mén)、彈簧拉壓力、刻度盤(pán)測(cè)量?jī)x器主軸壓力、自動(dòng)電話設(shè)備接點(diǎn)和銜鐵壓力等機(jī)械壓力、磁帶錄音機(jī)緩沖裝置壓力等接觸點(diǎn)壓力，及其它精密的壓力、拉力的測(cè)試。

操作測(cè)試時(shí)，只要以觸針拔動(dòng)需要測(cè)試的物件，使之從靜止?fàn)顟B(tài)移動(dòng)到需要的位置即可。張力計(jì)既可沿 順時(shí)針?lè)较?，也可沿逆時(shí)針?lè)较驕y(cè)試，但觸針臂必須始終與推拉力的方向垂直

鋼索張力計(jì)結(jié)構(gòu)原理

儀表的構(gòu)造，主要以鋼板為測(cè)力元件，當(dāng)張緊之鋼索卡在二端止動(dòng)塊為支點(diǎn)，卡塊為力點(diǎn)之間，鋼索的張力則推動(dòng)卡塊使鋼板彎曲變形，通過(guò)推桿位動(dòng)扇形齒輪傳動(dòng)齒軸端部的指針在度板上回轉(zhuǎn)，指示出相應(yīng)讀數(shù)，彈簧片壓在扇形齒輪的邊緣上，推桿是在套管內(nèi)單向運(yùn)動(dòng)的，當(dāng)張力計(jì)從鋼索上取下時(shí)，使指針留在讀數(shù)上，用開(kāi)關(guān)棒抬起彈簧片即可使指針回復(fù)到零。張力計(jì)的機(jī)件是安裝在鋁合金的外殼內(nèi)。

鋼索張力計(jì)定義及用途

鋼索張力計(jì)又叫航空電纜張力計(jì)，一個(gè)操作簡(jiǎn)單的精密儀器，可以精確控制電纜操縱設(shè)計(jì)。是該行業(yè)在許多國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并已證明可以提供長(zhǎng)期和持續(xù)的耐久性服務(wù)。每個(gè)儀器適合在緊張的測(cè)量和不同尺寸的電纜廣泛使用，并可以在極端高溫或低溫條件下使用，不影響讀數(shù)的準(zhǔn)確性。

鋼索張力計(jì)用于航空、汽車(chē)、拖拉機(jī)、建筑等工業(yè)部門(mén)中測(cè)量鋼索的張力（拉緊力）。儀表結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，可以測(cè)量多種規(guī)格（直徑）鋼索的張力。鋼索張力計(jì)是一種低成本，高精確度，小巧，輕便的精密儀器，提供電纜張力讀數(shù)覆蓋范圍廣泛。鋼索張力計(jì)主要用于飛機(jī)鋼索張力（拉緊力）的定期檢測(cè)和其他對(duì)于鋼索張力有較高要求的領(lǐng)域。適用于1/16~1/4英寸范圍的各種鋼索，根據(jù)不同的鋼索線徑涵蓋了5Lbs~400 Lbs。