我們一般把液相-氣相之間的張力稱為表面張力,例如我們說20℃時(shí)水的表面張力是72.75,就是指水與空氣界面上的表面張力。我們又把液相-液相之間的張力稱為界面張力,如石油行業(yè)三次采油需要測量驅(qū)油劑和原油之間的界面張力。上述分類盡管不是十分嚴(yán)謹(jǐn),但符合一般用戶習(xí)慣的理解,在下文中繼續(xù)沿用。
全自動張力儀是一種用物理方法代替化學(xué)方法的簡單易行的測試儀器,用其可以迅速準(zhǔn)確地測出各種液體的表/界面張力值。不僅是科研、教學(xué)之必備儀器,還應(yīng)用于絕大部分生產(chǎn)行業(yè)。測量方法主要有鉑金板法、鉑金環(huán)法、旋轉(zhuǎn)滴法、懸滴法、氣泡壓力法.
●鉑金板法:當(dāng)感測浸入到被測液體后,白金板周圍就會受到表面張力的作用,液體的表面張力會將白金板盡量地往下拉。當(dāng)液體表面張力及其他相關(guān)的力與平衡力達(dá)到均衡時(shí),感測白金板就會停止向液體內(nèi)部浸入。這時(shí)候,儀器的平衡感應(yīng)器就會測量浸入深度,并將它轉(zhuǎn)化為液體的表面張力值。
●鉑金環(huán)法:由于被廣泛應(yīng)用于du Nouy表面張力儀,這種方法又稱為du Nouy法,并因之操作簡便而被廣泛使用。白金環(huán)法這個(gè)稱法是因測試部分與液體樣品間會形成一個(gè)環(huán)形而得的。
●旋轉(zhuǎn)滴法:旋滴法的基本原理是根據(jù)Bashforth-Adams方程從滴的形狀和尺寸求出界面張力,通過旋轉(zhuǎn)使液滴處于一定的離心力場之中,調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速可改變液滴的平衡形狀以便于測定。主要測量超低界面張力。
●懸滴法:通過處理最大的液滴的圖像來計(jì)算表面張力
●氣泡壓力法:毛細(xì)管與氣體接口和靈敏壓力傳感器相連,氣體通過毛細(xì)管,在毛細(xì)管端形成氣泡,并測出此氣泡的壓力,轉(zhuǎn)換成表面張力。
張力儀是指測量線材及帶材,如:紗線,鋼絲,銅絲,電纜,鋼纜,薄膜,束裝材料,鋁箔等材料靜態(tài)或動態(tài)狀態(tài)下松緊程度的儀器。
它可為生產(chǎn)過程提供準(zhǔn)確定量的松緊參數(shù),確保生產(chǎn)過程中張力保持穩(wěn)定或達(dá)到要求的值。
張力儀和所有的儀器一樣,即使儀器精度再高也會有一定的誤差及有一定的測量范圍。通常實(shí)際使用的最大張力為張力儀量程的80%。
原因是:
1.張力儀校準(zhǔn)通常采用的是2點(diǎn)效準(zhǔn)的方式。
第一點(diǎn)為0點(diǎn),第二點(diǎn)為量程的80%,所以,從理論上講,張力儀測量準(zhǔn)確的2點(diǎn)就是0點(diǎn)及效準(zhǔn)點(diǎn)。
2.張力儀所測材料的線徑范圍選擇方法:
由于張力儀是采取2點(diǎn)線形標(biāo)定的方式而且張力儀的工作原理即通過測量出合力(對測量點(diǎn)的壓力),通過平行四邊形法則換算出分力(材料張力)。
這樣,如果張力儀的校準(zhǔn)直徑與實(shí)際測量時(shí)材料的直徑不同,則理論上測量值一定會有誤差,而且,被測材料直徑與效準(zhǔn)直徑相差越大,測量誤差越大。
所以,張力儀在選型時(shí),盡量使被測材料直徑與張力儀效準(zhǔn)直徑相同或接近。
3.張力儀的校準(zhǔn)功能:現(xiàn)在市面上部分品牌的張力儀的校準(zhǔn)功能是開放的,部分品牌的張力儀的校準(zhǔn)功能是封閉的(只有廠家才可以使用)。
如果張力儀的校準(zhǔn)功能是開放的,則如果客戶測量的材料直徑與選型時(shí)張力儀的校準(zhǔn)直徑不同或差異較大,則客戶可以用自己的被測材料進(jìn)行校準(zhǔn),校準(zhǔn)非常簡單。
如果張力儀的校準(zhǔn)功能是封閉的,則選張力儀時(shí),張力儀的適用線徑范圍必須要小,這樣測量才會準(zhǔn)確,如果您被測材料直徑范圍較大,需訂購多個(gè)張力儀分別對應(yīng)不同的直徑。
4.張力儀的校準(zhǔn)方法:
?用2點(diǎn)式校準(zhǔn):
張力儀未受任何張力時(shí),將張力儀的讀數(shù)調(diào)到0點(diǎn),然后用一個(gè)相當(dāng)于張力儀量程80%的砝碼(如張力儀量程為10公斤,則用8公斤的砝碼)或略大于材料張力的砝碼,懸掛在被測材料的下方,然后將被測材料的另一端懸掛起來,這時(shí),被測材料所受的張力即砝碼的重量。
現(xiàn)在,用張力儀測量被測材料的張力,將張力儀的張力值調(diào)節(jié)為砝碼重量相同的力即可,這樣,張力儀的校準(zhǔn)就完成了。
如果張力儀的校準(zhǔn)功能是開放的,則客戶在選擇張力儀時(shí),主要選擇好量程就可以了;
當(dāng)然,如果您的被測材料直徑就一種,可以讓生產(chǎn)商出廠時(shí)完全按照您的材料直徑校準(zhǔn)是佳的選擇。
如果您的被測材料直徑相差較小,而您對精度要求不是特別苛刻,這時(shí),可讓生產(chǎn)商按照材料直徑的中間值進(jìn)行校準(zhǔn)。