专利名称：表面张力测试仪及方法
技术领域：
本发明涉及一种用最大气泡压力法测定溶液表面张力的表面张力测试仪及方法，应用于 科研机构和高校实验室。
背景技术：
由于老式的仪器装置不能恒温导致测试结果误差大，刻度式"u"形压力计读取压力麻烦
且不够准确，毛细管尖端与待测液面相切难调节，毛细管产生单个最大气泡不易控制，这一
系列问题影响了测试速度和工作效率，也大大影响了测试结果的准确性。
发明内容
本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种表面张力测试仪及方法，提高测试 的准确性，并提高测试速度和工作效率。
为达到上述目的，本发明的构思是提供一种能恒温、能直接读出压力数据、易调节毛 细管尖端与待测液面相切、易控制毛细管产生单个最大气泡的表面张力测试仪。首先在盛装 待测液体的内管外加装了外套管，在外套管上设计出两个口，分别接在超级恒温水槽的进出 水口，保证待测液体在恒定的温度下测试其表面张力；其次设计并使用带有压力传感器的微 型数字压力计，把体系的压力通过压力计直接测试出来；再次在毛细管与内管口之间使用了 橡皮塞，使得毛细管尖端与待测液面相切的调节变得更容易；最后将毛细管中间部分设计成 空间较大的毛笔形，但毛细管尖端并不长，使得最大气泡产生变得易调节。新研制的表面张 力测试仪克服了老式表面张力测试仪的缺陷，工作原理简单，操作方便，容易掌握和调节控 制，有利于测试顺利进行，提高了测试的速度和工作效率，测试结果准确性大大提高。
根据上述的发明构思，本发明采用下述技术方案
一种表面张力测试仪，包括一个盛)t待测溶液的测液容器、 一个垂直插置在所述测液容 器中而尖端与待测液面相切的毛细管、 一个减压装置、以及由橡皮管接通所述测液容器和减
压装置的压力计，其特征在于所述测液容器装有恒温装置。
上述恒温装置的结构是所述测液容器作为内管，外套一个外套管，在外套管内注满循 环水，所述外套管上部有出水口连接一个恒温水槽的进水口，而在外套管下部有进水口连通 所述恒温水槽的出水口。
上述毛细管通过测液容器瓶口的瓶塞插置于测液容器中，所述瓶塞为橡皮塞。 上述毛细管中间部分有胀大的空间而使毛细管成毛笔形状，其笔尖部的尖端构成毛细管 的尖端。
上述压力计采用微型数字压力计。
上述减压装置是一个向上开口而下底有排水管的容器，其内盛有水，其向上开口通过一 个大橡皮塞插置两根玻璃管，其中一根玻璃管上有一个阀I而控制接通大气，另一根玻璃管 接通所述橡皮管而接通所述测液容器和压力计，所述排水管上有一个阀II而控制接通放置在 下方的烧杯。
一种表面张力测试方法，采用上述表面张力测试仪进行测试，其特征在于具体操作步骤 如下
(1) 开启恒温水槽，将水温调至实验所需温度，并使外套管内充满实验所需恒温水，
(2) 将压力计接通电源，通电预热5 10分钟后待用，
(3) 将测液容器和毛细管清洗干净，并少量多次(一般三次)用待测液体润洗后，在测 液容器里装入待测液体，将毛细管垂直插入内管并塞紧橡皮塞，注意毛细管尖端与待测 液面要刚好相切，
(4) 关好阀II，在减压装置中加水至其容积的三分之二处为宜，塞紧大橡皮塞，
(5) 打开阀I，使整个体系通大气，将压力计采零后备用，
(6) 关闭阀i，打开阀n，使体系减压，当压力计上有压力显示时，关闭阀n，观察压力计上压力是否变化，若压力计所显示的压力在2 3分钟内不变，则证明体系不漏气， 便可进行待测液体表面张力测试；若压力计所显示的压力数字在不断变小，则证明体系 漏气，应检查各连接部位和阀、橡皮塞部位是否不够密封，处理好之后再试体系漏气否， 直到体系不漏气为止，
(7) 打开阀II，调节水的流量，流量大小以毛细管产生气泡速度为每4 5秒有一个气 泡逸出，记录下压力计上绝对值为最大的压力，
(8) 重复2 7测试不同浓度待测液体和去离子水产生气泡的压力，经过相关公式运算 对数据进行处理，则待测液体的表面张力就测试出来了 。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点本发明 提供的测试仪中，对测液溶器装有恒温装置，大大提高了测试结果的准确性。压力计改 为采用微型数字压力计，读取压力方便且准确。毛细管设计成毛笔形状，其笔尖部构成 毛细管尖端，易于查看出其尖端与被测液面相切，且使得最大气泡产生变得易调节。毛 细管通过橡皮塞插置于测液容器中，易于调整其插置位置，则操作方便，提高测试速度 和工作效率。采用本测试仪进行测试的操作方法简便，便于掌握。本发明的测试仪结构 合理，操作方便，适用于科研机构和高校实验室。
图1是已有技术的表面张力测试仪的结构示意图。 图2是本发明一个实施例的表面张力测试仪的结构示意图。
具体实施例方式
本发明的一个优选实施例结合附图详述如下
参见图2，本表面张力测试仪包括一个盛贮待测溶液1的测液容器2、 一个垂直插置 测液器2中而尖端与待测液面相切的毛细管4、 一个减压装置11、以及由橡皮管5接通测液 容器2和减压装置11的压力计7，测液容器2装有恒温装置。
恒温装置的结构是测液容器2作为内管，外套一个外套管13，在外套管13内注满循 环水17，所述外套管13上部有出水口连接一个恒温水槽14的进水口 16，而外套管13下部 有进水口连通所述恒温水槽14的出水口 15。
毛细管4通过测液容器2瓶U的瓶塞3插置于测液容器2中，所述瓶塞3为橡皮塞。 毛细管4屮间部分有胀大的空间而使毛细管成毛笔形状，其笔尖部的尖端构成毛细管的 尖端。
压力计7采用微型数字压力计。
减压装置ii是一个向上开口而下底有排水管的容器，其内盛有水io，其向上开n通过一
个大橡皮塞12插置两根玻璃管，其中一根玻璃管上有一个阀I 6而控制接通大气，另一根玻 璃管接通所述橡皮管5而接通所述测液容器2和JK力计7，所述排水管上有个阔118而控制 接通放置在F方的烧杯9。
图1示出已有技术的表面张力测试仪的结构，以供对比参考。
参见图2，本表面张力测试方法是采用上述表面张力测试仪进行测试，具体操作步骤如下
(1) 开启恒温水槽14，将水温调至实验所需温度，并使外套管13充满实验所需恒温水，
(2) 将压力计7接通电源，通电预热5 10分钟后待用，
(3) 将测液容器2和毛细管4清洗干净，并少量多次(一般三次)用待测液体l润洗后，在 测液容器2里装入待测液体1，将毛细管4垂直插入内管2并塞紧橡皮塞3，注意毛细管 4尖端与待测液面要刚好相切，
(4) 关好阀I18，在减压装置ll中加水10至其容积的三分之二处为宜，塞紧大橡皮塞12，
(5) 打开阀I6，使整个体系通大气，将压力计7采零后备用，
(6) 关闭阀I6，打开阀I18,使体系减压，当压力计7上有压力显不时，关闭阀I18，观察 压力计7上压力是否变化，若压力计7所显示的压力在2 3分钟内不变，则证明体系不 漏气，便可进行待测液体表面张力测试；若压力计7所显示的压力数字在不断变小，则
证明体系漏气，应检査各连接部位和阀、橡皮塞部位是否不够密封，处理好之后再试体 系漏气否，直到体系不漏气为止， (7)打开阀I18，调节水10的流量，流量大小以毛细管4产生气泡速度为每4 5秒有一个气 泡逸出，记录下压力计7上绝对值为最大的压力，
(8)重复2 7测试不同浓度待测液体1和去离子水产生气泡的压力，经过相关公式运算 对数据进行处理，则待测液体1的表面张力就测试出来了
权利要求
1、一种表面张力测试仪，包括一个盛贮待测溶液(1)的测液容器(2)、一个垂直插置在所述测液容器(2)中而尖端与待测液面相切的毛细管(4)、一个减压装置(11)、以及由橡皮管(5)接通所述测液容器(2)和减压装置(11)的压力计(7)，其特征在于所述测液容器(2)装有恒温装置。
2、 根据权利要求1所述的表面张力测试仪，其特征在于所述恒温装置的结构是所述测液容 器(2)作为内管，外套一个外套管(13)，在外套管(13)内注满循环水(17)，所述外 套管(13)上部有出水口连接一个恒温水槽(14)的进水口 (16)，而外套管(13)下部 有进水口连通所述恒温水槽(14)的出水口 (15)。
3、 根据权利要求1所述的表面张力测试仪，其特征在于所述毛细管(4)通过测液容器(2) 瓶口的瓶塞(3)插置于测液容器(2)中，所述瓶塞(3)为橡皮塞。
4、 根据权利要求1或3所述的表面张力测试仪，其特征在于所述毛细管(4)中间部分有胀 大的空间而使毛细管成毛笔形状，其笔尖部的尖端构成毛细管的尖端。
5、 根据权利要求1所述的表面张力测试仪，其特征在于所述压力计(7)采用微型数字压力 计。
6、 根据权利要求1所述的表面张力测试仪，其特征在于所述减压装置(11)是一个向上开口 而下底有排水管的容器，其内盛有水(10)，其向上开口通过个大橡皮塞(12)插置两 根玻璃管，其中-根玻璃管h有一个阀I (6)而控制接通大气，另一根玻璃管接通所述 橡皮管(5)而接通所述测液容器(2)和压力计(7)，所述排水管上有一个阀n (8)而 控制接通放置在下方的烧杯(9)。
7、 一种表面张力测试方法，采用权利要求1所述表面张力测试仪进行测试，其特征在于具体 操作步骤如下a. 开启恒温水槽(14)，将水温调至实验所需温度，并使外套管(13)内充满实验所需恒 温水，b. 将压力计(7)接通电源，通电预热5 10分钟后待用，c. 将测液容器(2)和毛细管(4)清洗干净，并少量多次(一般三次)用待测液体(1) 润洗后，在测液容器(2)里装入待测液体(1),将毛细管(4)垂直插入内管(2)并 塞紧橡皮塞(3)，注意毛细管(4)尖端与待测液面要刚好相切，d. 关好阀II (8)，在减压装置(11)中加水(10)至其容积的三分之二处为宜，塞紧大 橡皮塞(12)，e. 打开阀I (6)，使整个体系通大气，将压力计(7)釆零后备用，f. 关闭阀I (6)，打开阀II (8)，使体系减压，当压力计(7)上有压力显示时，关闭阀 II (8)，观察压力计(7)上压力是否变化，若压力计(7)所显示的压力在2 3分钟 内不变，则证明体系不漏气，便可进行待测液体表面张力测试；若压力计(7)所显示 的压力数字在不断变小，则证明体系漏气，应检查各连接部位和阀、橡皮塞部位是否 不够密封，处理好之后再试体系漏气否，直到体系不漏气为止，g. 打开阀II (8)，调节水(10)的流量，流量大小以毛细管(4)产生气泡速度为每4 5 秒有一个气泡逸出，记录下压力计(7)上绝对值为最大的压力，h. 重复2 7测试不同浓度待测液体(1)和去离子水产生气泡的压力，经过相关公式运 算对数据进行处理，则待测液体(1)的表面张力就测试出来了。
全文摘要
本发明涉及一种表面张力测试仪及方法。本测试仪包括一个盛贮待测溶液的测液容器、一个垂直插置在测液容器中而尖端与待测液面相切的毛细管、一个减压装置、以及由橡皮管接通测液容器和减压装置的压力计，测液容器装有恒温装置。本发明的方法是采用上述表面张力测试仪进行测试。本发明的测试仪结构合理，操作方便，能提高测试结果的准确性，提高测试速度和工作效率，适用于科研机构和高校实验室。
文档编号G01N13/02GK101393104SQ200810201988
公开日2009年3月25日 申请日期2008年10月30日 优先权日2008年10月30日
发明者张小平 申请人:上海大学