[发明专利]一种基于液滴体积测量液体的表/界面张力的装置及方法

权利要求书

1.一种基于液滴体积测量液体表/界面张力的装置，包括加液单元、毛细管、背景光源、摄像单元以及控制摄像单元和加液单元工作的计算机单元，其特征是所述加液单元至少设一计量注射器和连接第一计量注射器与所述毛细管之间的第一管路，所述毛细管的出口端设于气相、或与待测液体不相溶液相的光路方向全透光的第一容器中；所述加液单元用于向毛细管加入待测液体，使毛细管的端口形成液滴至脱离；所述摄像单元用于对液滴形成至脱离拍摄连续液滴图像，计算机单元用于处理、分析所述液滴图像以检测/确定液滴从所述毛细管端口脱离的时间点，所述第一计量注射器用于计量/检测从毛细管端口脱离液滴的体积，计算机单元根据脱离液滴的体积和所述毛细管管径计算校正因子，再根据校正因子、脱离液滴体积和输入的相关参数计算液体表/界面张力。

2.根据权利要求1所述的一种基于液滴体积测量液体表/界面张力的装置，其特征是所述加液单元还包括由第二管路与第一计量注射器的进液端相接的第二容器组成的第一加液单元，所述第二容器内盛装有待测液体，待所述第一计量注射器内的待测液体耗尽时或需要更换待测液体时，通过第二管路将第二容器内的待测液体或更新的待测液体输送至第一计量注射器内。

3.根据权利要求2所述的一种基于液滴体积测量液体表/界面张力的装置，其特征是所述加液单元进一步包括由第三管路与第二计量注射器进液端口相连的第三容器组成的第二加液单元，第二计量注射器的出液端经由第四管路与第二容器相接，所述第三容器内盛装有待测液体的溶剂或母液，在所述计算机单元控制下通过所述第二加液单元的分配阀门往第二容器注入待测液体的溶剂或母液。

4.根据权利要求2所述的一种基于液滴体积测量液体表/界面张力的装置，其特征是所述加液单元进一步包括由第五管路与第三计量注射器进液端相连的第四容器组成的第三加液单元，第三计量注射器出液端经由第六管路与第一容器相接，所述第四容器内盛装有液相的溶剂或其它溶液，在所述计算机单元控制下通过所述第六管路往第一容器注入液相的溶剂或其它溶液。

5.根据权利要求3所述基于液滴体积测量液体表/界面张力的装置，其特征是计算机单元控制第二计量注射器往第二容器内添加待测液体的溶剂或母液，改变待测液体的浓度，用于测量液体表面张力随溶液组分浓度的变化，从变化曲线也可以进一步确定表面活性剂溶液的临界胶束浓度值。

6.根据权利要求 4所述基于液滴体积测量液体表/界面张力的装置，其特征是计算机单元控制第三计量注射器往第一容器内添加第三组分的液相，以改变第一容器内液相的化学组成或浓度，测量界面张力与液相的化学组成或浓度的依赖关系。

7.根据权利要求 1所述基于液滴体积测量液体表/界面张力的装置用于测量液体的表/界面张力的方法，其特征是包括如下步骤：

a、启动计算机单元控制程序，输入要测量的数据和相关参数：包括毛细管的管径，液滴相和周围相的密度，测量地的重力加速度，加液速度，测量次数；

b、摄像单元对准毛细管端口，调节毛细管至合适位置使毛细管端口成像清晰，计算机单元以毛细管端口为基准位置设定液滴脱离的检测图像区域；

c、加液单元往毛细管加入待测液体，在毛细管的端口形成液滴直至脱离，由摄像单元对液滴形成至脱离进行拍摄连续的液滴图像，计算机单元从所述液滴图像中确定液滴从毛细管端口脱离的时间点；

d、计算机单元读取、确定液滴脱落时刻计量注射器所处的体积位置，与前一液滴脱离时刻计量注射器的体积差值，得出当前脱离液滴的体积；

e、计算机单元根据脱离液滴的体积及毛细管管径计算出校正因子，根据校正因子、脱离液滴的体积和输入的相关参数计算出待测液体的表/界面张力。

8.根据权利要求7所述的用于测量液体的表/界面张力的方法，其特征是所述b步中液滴脱离的检测图像区域包括脱落前液滴图像一部分。

9.根据权利要求7所述的用于测量液体的表/界面张力的方法，其特征是c步中确定液滴从毛细管端口脱离的时间点的步骤具体为：由计算机单元计算所述液滴脱离检测图像区域内的像素灰度平均值或任一与此值成正相关关系的值，当该值发生剧烈变化时，确定为液滴脱离时间点。

10.根据权利要求7所述的用于测量液体的表/界面张力的方法，其特征是当所述毛细管的端口朝上时，所述用于液滴脱离检测的图像区域位于毛细管端口的上方；当所述毛细管的端口朝下时，所述用于液滴脱落检测的图像区域位于毛细管端口的下方。