一种控温表面张力测定装置的制作方法

本技术涉及液体张力测定，具体地说是一种控温表面张力测定装置。

背景技术：

1、表面张力是指液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。在液体和气体的分界处，或两种不能混合的液体之间的界面处，由于分子之间的吸引力，产生了极其微小的拉力，液体与气体、液体与液体的界面承受着这种拉伸力。

2、表面张力与液体的性质和温度有关。由于表面张力仅在液体自由表面或两种不能混合的液体之间的界面处存在，一般用表面张力系数σ来衡量其大小。σ表示表面上单位长度所受拉力的数值，单位为n/m。各种液体的表面张力涵盖范围很广，σ数值收到温度变化而影响，一般情况下，温度越高，表面张力就越小。另外杂质也会明显地改变液体的表面张力，比如洁净水表面具有更大的收缩趋势，有很大的表面张力，而沾有肥皂液的水的表面张力就比较小。

3、进行表面张力测定时，表面张力方向与液面相切，并与液面的任何两部分分界线垂直。表面张力的测定方法分为静态法和动态法，静态法包括毛细管上升法、滴体积法、吊环法、吊片法、最大气泡压力法，动态法包括旋滴法、悬滴法和震荡射流法。测定液体的属性，判断待测液体的溶剂组成时，多选用静态法。

4、其中吊环法的基本原理是将浸在液面上的金属环脱离液面，其所需的最大拉力等于吊环自身重量加上表面张力与被脱离液面周长的乘积。测定时需注意其表面张力有时间效应，将吊环拉离液面时要小心，以免液面发生扰动，吊环为较圆整的金属环，容易在外力下产生形变，使被脱离液面周长发生改变，从而影响测定结果。

5、吊片法是测定打毛的铂片、玻璃片或滤纸片的底边平行界面刚好接触界面时的拉力。可采用脱离法，测定吊板脱离液面所需与表面张力抗衡的最大拉力，也可将液面缓慢的上升至刚好与天平悬挂已知重量的吊板接触，测定其增量，求得表面张力值。吊片法操作简单，不需校正，精度高，缺点是测量所需样品用量大，样品升温速度慢，尤其是混悬样品，因升温时间过长导致颗粒沉降，从而引起测量误差。

6、表面张力测定一般为室温，20℃-25℃，需要控温装置同时具备升温和降温功能，常规控温选用水浴或水浴循环，平衡样品温度慢，温度传到较间接，存在温差。每次测定时需根据环境温度调整水浴温度，不同环境温度下，循环水浴的设定温度相同时，样品温度不同。该方法衡温度耗时过长，使样品中水分或溶剂蒸发，组成浓度发生改变，从而导致测得结果不准确。且现有的样品测定没有样品温度检测功能，需使用温度计探入检测，插入和拔出温度计会使样品界面波动，破环平衡。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种能够对液体的表面张力和界面张力进行快速、准确测定的控温表面张力测定装置。

2、本实用新型的目的是通过以下技术方案解决的：

3、一种控温表面张力测定装置，包括机体，其特征在于：所述机体的顶部设置有拉力天平，拉力天平的挂钩上悬吊有铂金环/铂金板，在铂金环/铂金板的正下方设有样品池，所述的样品池固定在能够升降的半导体控温装置内，所述半导体控温装置内的液面高度高于样品池内的样品液面高度。

4、所述半导体控温装置的上部呈内凹状设计，在凹面内为多片平行设置的金属塔板，在金属塔板的下方依次设有顶部绝缘体、冷侧铜片、陶瓷感应器、热侧铜片、底部绝缘体和冷浴机构，所述的热侧铜片与控温电路通过电线相连接，所述的冷浴机构通过循环水管路与冷却循环装置相连通。

5、所述的金属塔板采用铜片制成。

6、所述的金属塔板的下缘连接有金属热敏电阻。

7、所述的冷却循环装置包括散热片、冷却水箱、循环泵，散热片的进口通过循环水管路连接冷却循环装置的一个冷却循环接口、散热片的出口通过循环水管路连接冷却水箱的进口，冷却水箱的出口通过循环水管路连接循环泵的进口，循环泵的出口通过循环水管路连接冷却循环装置的另一个冷却循环接口，两冷却循环接口分别通过相应的循环水管路连接半导体控温装置上的两控温接口。

8、所述的冷却水箱采用冷却压缩机进行供冷，且冷却水箱上设有温度探头。

9、所述的半导体控温装置设置在升降螺纹杆的顶端，所述的升降螺纹杆采用位于机体内的升降电机驱动。

10、所述样品池的底部为多片状结构，样品池的底部能够嵌入半导体控温装置凹面内的金属塔板中。

11、所述样品池的内壁上部设有圆环，圆环用于固定样品池温度探头，样品池温度探头通过线路与机体内设置的温度显示机构相连接，温度显示机构能够显示样品池中的样品的实时温度。

12、所述样品池的顶部配有带通孔的透明保温盖。

13、半导体制冷片也叫热电制冷片，其原理是peltier效应，它既可制冷又可加热，通过改变直流电流的极性来决定在同一制冷片上实现制冷或加热，这个效果的产生就是通过热电的原理来实现的。

14、本实用新型相比现有技术有如下优点：

15、本实用新型的控温表面张力测定装置通过增大被测样品与半导体控温装置的接触面积，从而使液体样品充分且快速、准确的恒温至目标温度，尤其是对混悬样品测定时，可降低因升温时间过长导致的颗粒沉降等影响，减少各样品间的测量误差，半导体控温装置可电动升降，能够实现对液体尤其是混悬液体的表面张力和界面张力快速、准确的测定。

技术特征：

1.一种控温表面张力测定装置，包括机体（1），其特征在于：所述机体（1）的顶部设置有拉力天平（2），拉力天平（2）的挂钩上悬吊有铂金环/铂金板（3），在铂金环/铂金板（3）的正下方设有样品池（4），所述的样品池（4）固定在能够升降的半导体控温装置（5）内，所述半导体控温装置（5）内的液面高度高于样品池（4）内的样品液面高度。

2.根据权利要求1所述的控温表面张力测定装置，其特征在于：所述半导体控温装置（5）的上部呈内凹状设计，在凹面内为多片平行设置的金属塔板（50），在金属塔板（50）的下方依次设有顶部绝缘体（51）、冷侧铜片（52）、陶瓷感应器（53）、热侧铜片（54）、底部绝缘体（55）和冷浴机构（56），所述的热侧铜片（54）与控温电路（8）通过电线相连接，所述的冷浴机构（56）通过循环水管路（6）与冷却循环装置（7）相连通。

3.根据权利要求2所述的控温表面张力测定装置，其特征在于：所述的金属塔板（50）采用铜片制成。

4.根据权利要求2或3所述的控温表面张力测定装置，其特征在于：所述的金属塔板（50）的下缘连接有金属热敏电阻（57）。

5.根据权利要求2所述的控温表面张力测定装置，其特征在于：所述的冷却循环装置（7）包括散热片（70）、冷却水箱（71）、循环泵（72），散热片（70）的进口通过循环水管路（6）连接冷却循环装置（7）的一个冷却循环接口（73）、散热片（70）的出口通过循环水管路（6）连接冷却水箱（71）的进口，冷却水箱（71）的出口通过循环水管路（6）连接循环泵（72）的进口，循环泵（72）的出口通过循环水管路（6）连接冷却循环装置（7）的另一个冷却循环接口（73），两冷却循环接口（73）分别通过相应的循环水管路（6）连接半导体控温装置（5）上的两控温接口（58）。

6.根据权利要求5所述的控温表面张力测定装置，其特征在于：所述的冷却水箱（71）采用冷却压缩机（74）进行供冷，且冷却水箱（71）上设有温度探头（75）。

7.根据权利要求1所述的控温表面张力测定装置，其特征在于：所述的半导体控温装置（5）设置在升降螺纹杆（9）的顶端，所述的升降螺纹杆（9）采用位于机体（1）内的升降电机（10）驱动。

8.根据权利要求1或2所述的控温表面张力测定装置，其特征在于：所述样品池（4）的底部为多片状结构，样品池（4）的底部能够嵌入半导体控温装置（5）凹面内的金属塔板（50）中。

9.根据权利要求1所述的控温表面张力测定装置，其特征在于：所述样品池（4）的内壁上部设有圆环（41），圆环（41）用于固定样品池温度探头（42），样品池温度探头（42）通过线路与机体（1）内设置的温度显示机构（43）相连接，温度显示机构（43）能够显示样品池（4）中的样品的实时温度。

10.根据权利要求1所述的控温表面张力测定装置，其特征在于：所述样品池（4）的顶部配有带通孔的透明保温盖。

技术总结
本技术公开了一种控温表面张力测定装置，包括机体（1），其特征在于：所述机体（1）的顶部设置有拉力天平（2），拉力天平（2）的挂钩上悬吊有铂金环/铂金板（3），在铂金环/铂金板（3）的正下方设有样品池（4），所述的样品池（4）固定在能够升降的半导体控温装置（5）内，所述半导体控温装置（5）内的液面高度高于样品池（4）内的样品液面高度。本技术的控温表面张力测定装置能够快速、准确恒温样品，自动升降，实现对液体的表面张力和界面张力进行快速、准确的测定。

技术研发人员：谷丽,林娟,孙云铎
受保护的技术使用者：南京樟益医药科技有限公司
技术研发日：20221231
技术公布日：2024/1/13