[发明专利]一种观测不融合液面间空气层干涉现象的装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于测量测试领域，更加具体地说，具体涉及一种观测不融合液面间空气层干涉现象的装置及其使用方法。

背景技术

超疏水材料主要利用其自清洁、防污、防粘附等优越的特性，广泛应用于建筑业、工农生产业、管道运输业、医疗卫生和国防军事等领域。其次，探究液滴不融合现象也是对液体润滑理论的进一步研究，液体润滑层与空气层间的摩擦，可以通过空气层的厚度反应出来，而空气层厚度的测量方法一般采用干涉法测量。在现有技术中没有可以应用在观测液体不融合现象空气层干涉的设备，因此发明一种设备可以同步观察由于不融合而产生的干涉现象，验证液滴不融合现象的空气层理论，对新型超疏水材料的研究和开发有极其重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于填补现有技术对于观测不融合现象空气层干涉的设备的空白，提供一种观测不融合液面与空气层干涉现象的装置及其使用方法。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：

一种观测不融合液面间空气层干涉现象的装置，包括光源、观测部件、样品台、液滴发生装置、扬声器、信号发生器、音频功率放大器和计算机，所述光源为三盏以上同色且具有相干性光源，所述观测部件包括显微镜及螺杆移动装置，所述显微镜安装在螺杆移动装置上；

其中，所述光源按照正多边形方式安装在所述正多边形顶点位置，所述扬声器安装在所述正多边形中心，所述样品台设置在所述扬声器上，所述观测装置设置在所述样品台一侧且保证所述观测装置中的显微镜在所述样品台正上方，所述液滴发生装置位于所述样品台相对观测装置一侧，所述信号发生器信号输出端与音频功率放大器信号输入端相连，所述音频放大器信号输出端与所述扬声器相连，计算机与显微镜数据输出端连接。

上述技术方案中，所述液滴发生装置包括调节支架和注射器，所述注射器与水平面呈45°～60°角，所述注射器最低点距离样品台底面高度为5cm～10cm。

上述技术方案中，所述显微镜为放大倍数不小于1000倍的数码电子显微镜，所述光源为低压钠灯。

上述技术方案中，所述正多边形边长为23cm～45cm之间。

上述技术方案中，所述样品台为玻璃培养皿，所述扬声器为长冲程扬声器。

利用上述装置进行不融合液面间空气层干涉现象观测的方法，按照下述方法进行：

打开光源待其稳定后开始实验，将溶液试剂注入所述样品台中，形成厚度为1cm～4cm的液膜，打开并调整信号发生器，使其输出频率为16Hz～25Hz的正弦信号，所述正弦信号经过音频功率放大器调节Vpp值为0.08±0.01mv后输入扬声器，将所述溶液试剂注入液滴发生装置中的注射器内，缓慢推动注射器，在注射器最低点形成液滴并使其自由下落入样品台中的液膜内，通过调节所述螺杆移动装置调节显微镜高度，直至在计算机中观察到清晰的干涉条纹现象。

上述技术方案中，所述溶液试剂为硅油，所述硅油为50cst硅油，注射器最低点与样品台中硅油液面之间距离为4～6cm。

上述技术方案中，硅油注入所述样品台后静置5～10分钟。

上述技术方案中，所述光源采用低压钠灯时，开始试验前需充分预热15分钟以上。

上述技术方案中，在计算机中采用Measurement软件进行干涉图像的观察和采集。

采用以上观测不融合液面间空气层干涉现象装置及装置的使用方法，可以同步观察到由于不融合而产生的干涉现象，从而确定液滴不融合现象的存在以及验证液滴不融合现象的空气层理论。该装置及装置的使用方法可以应用在科学研究及课堂教学等方面，对进一步开展新型超疏水材料的研发工作有重要的实用价值。

附图说明

图1为观测不融合液面间空气层干涉现象装置平面示意图；

图2为观测不融合液面间空气层干涉现象装置I-I剖面示意图；

图中：1.光源；2.观测部件；2-1.显微镜；2-2.螺杆移动装置；3.样品台；4.液滴发生装置；4-1.注射器；4-2.调节支架；5.扬声器；6.信号发生器；7.音频功率放大器；8.计算机。

图3Measurement软件在计算机中观察到干涉条纹图像

具体实施方式：

为了使本发明的优点、技术方案及目的更加明白，下面结合实例对本发明进行进一步的说明。下面给出本发明的实施案例，是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的范围。

实施例