[实用新型]一种最大气泡法测定液体表面张力试验装样试管

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种最大气泡法测定液体表面张力试验的装置。

背景技术

在最大气泡法测定液体表面张力试验中，通过滴液漏斗缓慢滴液，在表面张力测定装置的密封体系中形成负压。由于毛细管上端口与大气相通，因此随着体系中压力逐渐降低，大气环境与表面张力测定装置密封体系之间的压差驱动空气试图从毛细管下端端面和表面张力实验装样试管内试样液面之间的接触界面处逸出。而在接触界面处一旦有气泡形成，气泡即要承受弯曲液面附加压力的作用，并且伴随气泡的逐渐长大，气泡曲率半径逐渐减小。弯曲液面附加压力的大小与气泡曲率半径大小成反比，因此伴随毛细管下端端面和试样液面之间接触界面处逸出气泡的逐渐长大、气泡曲率半径的逐渐减小，弯曲液面附加压力逐渐增大，气泡逸出所需大气环境与表面张力测定装置体系之间的压差逐渐增大，而当逸出气泡长大至曲率半径恰好与毛细管半径相等时，气泡即会以球状离开毛细管端面，此时与表面张力测量装置相连的微差压差计中相应出现最大压差读数(压差的绝对值)。

气泡离开毛细管端面进入表面张力测定装置体系后，体系中的压力增大，微差压差计示数(压差的绝对值)下降至某一值。但只要保持滴液漏斗持续缓慢滴液，在上一个气泡逸出、微差压差计示数降至某一值后，体系中的压力会再次逐渐降低，一直到气泡再次离开毛细管端面时，微差压差计示数再一次出现最大值。如此这般，伴随滴液漏斗的不断滴液，毛细管端面和试样液面接触界面处会不断的有气泡长大、逸出，微差压差计示数发生周而复始的变化。控制测量体系的温度，并使用同一装置(特别是要使用同一毛细管)分别测量基准试样(一般可以使用纯水)和待测定表面张力大小的试样在相同测量温度下对应气泡刚好离开毛细管端面时的微差压差计最大读数值，查取相应温度下基准试样表面张力值，由基准试样最大压差和待测试样最大压差值，即可计算得到待测试样在相应温度下的表面张力值。

在上述表面张力测定过程中，需要确保毛细管下端端面恰好与表面张力测定装置装样试管内试样液面相切：如果试样液面高度过低，毛细管端面未能与试样液面接触，在大气环境与表面张力测定装置体系之间产生压差时，空气会直接从毛细管下端口逸出而不会产生液泡；而如果试样液面过高，以至于毛细管下端端面的一部分插入试样液面以下时，气泡试图由毛细管端面和试样液面接触界面处逸出时不但需要克服弯曲液面附加压力的作用，还需要克服毛细管下端端面与试样液面之间高度差所对应的液体静压差的作用，使得对应气泡逸出离开毛细管端面时微差压差计最大压差读数值偏大，导致待测试样表面张力测定值的误差，而且液体静压差的作用也会导致气泡逸出离开毛细管端面时难以保证为球状，以至于滴液漏斗连续滴液、气泡不断逸出离开毛细管端面时，微差压差计最大压差读数的重现性变差，导致待测试样表面张力测定值的误差。

在现有液体表面张力试验装置中，通常使用上部带磨口或圆形口的试管作为装样试管，如图2所示。

使用这种结构的装样试管进行液体表面张力测定试验时，需要通过插毛细管口加入待测试样并用滴管通过插毛细管口加入试样或取出试样调节装样试管内试样液面高度，使得毛细管下端端面与试样管内液面相切。但在调节装样试管内液面高度时，需要取走毛细管而无法在调节试样液面高度的过程中观测到毛细管端面相对于试样液面的位置，每次加入试样或取走试样量会有一定的盲目性，因此需要经过多次尝试后才能使得毛细管下端端面与试样管内液面相切，试样液面调节过程繁琐。

为了能够方便地调节液体表面张力试验装置装样试管中的液面高度，现有技术中也有人采用如图3或图4所示的装样试管中。

图3所示液体表面张力试验装置装样试管的主要特征是装样试管下部有一活塞。使用时先将待测试样由插毛细管口加入，加入试样量要能够保证插入毛细管后毛细管下端端面能够在装样试管内待测试样液面以下。插入毛细管后，逐渐开启装样试管下端的活塞，缓慢放出装样试管中的试样，试样液面降低至一定高度时，毛细管下端端面恰好与试样液面接触，并且由于毛细管端面与试样之间的润湿效应，通过活塞缓慢放出装样试管中的试样至试样高度略低于毛细管下端端面时，试样会微微凸起并保持与毛细管端面的接触，以保证毛细管下端端面与试样液面相切。