[发明专利]基于液滴轮廓曲线四测量点的液体界面张力的测量方法

摘要

本发明涉及一种基于液滴轮廓曲线四测量点的液体界面张力的测量方法，该方法是采用图像采集设备摄制液滴在辅助测试平台上表面上铺展的图片或液滴悬挂于水平放置的轴对称辅助支承表面下的图片，对图片进行处理提取液滴轮廓曲线；在液滴轮廓曲线上选取四个测量点，测量相邻测量点间的竖直距离、每个测量点处过测量点的水平线与液滴轮廓曲线的交点间的距离、每个测量点处的液滴轮廓曲线的切线与水平线之间的夹角；根据液滴轮廓曲线计算出与四个测量点相关的液体体积；根据公式计算出液体的界面张力。本发明不需要液滴轮廓曲线具有连续性，能够充分利用液滴轮廓曲线的多段连续轮廓曲线段以实现液体界面张力的测量，测量点的选取方法具有更多的选择。

主权项

一种基于液滴轮廓曲线四测量点的液体界面张力的测量方法，是：采用图像采集设备摄制液滴在辅助测试平台上表面上铺展的图片或液滴悬挂于水平放置的轴对称辅助支承表面下的图片，对图片进行处理提取液滴轮廓曲线；在液滴轮廓曲线上选取四个测量点，测量相邻测量点间的竖直距离、每个测量点处过测量点的水平线与液滴轮廓曲线的交点间的距离、每个测量点处的液滴轮廓曲线的切线与水平线之间的夹角；根据液滴轮廓曲线计算出与四个测量点相关的液体体积；根据下述公式计算出液体的界面张力：当液滴轮廓曲线提取于液滴在辅助测试平台上表面上铺展的图片时，界面张力计算公式是： γ = ρgr 2 2 π V 1 - ( r 2 2 - r 1 2 ) ( r 4 2 - r 3 2 ) V 2 - πr 1 2 H 1 + π ( r 2 2 - r 1 2 ) H 2 + ( r 2 2 - r 1 2 ) ( r 4 2 - r 3 2 ) πr 4 2 H 3 r 2 r 4 ( r 2 2 - r 1 2 ) r 3 ( r 4 2 - r 3 2 ) ( r 4 sin θ 3 - r 3 sin θ 4 ) - r 1 ( r 2 sin θ 1 - r 1 sin θ 2 ) + r 2 2 - r 1 2 r 3 ( r 3 sin θ 2 - r 2 sin θ 3 ) , 当液滴轮廓曲线提取于液滴悬挂于水平放置的轴对称辅助支承表面下的图片时，界面张力计算公式是： γ = ρgr 2 2 π ( r 2 2 - r 1 2 ) ( r 4 2 - r 3 2 ) V 2 - V 1 + πr 1 2 H 1 - π ( r 2 2 - r 1 2 ) H 2 - ( r 2 2 - r 1 2 ) ( r 4 2 - r 3 2 ) πr 4 2 H 3 r 2 r 4 ( r 2 2 - r 1 2 ) r 3 ( r 4 2 - r 3 2 ) ( r 4 sin θ 3 - r 3 sin θ 4 ) - r 1 ( r 2 sin θ 1 - r 1 sin θ 2 ) + r 2 2 - r 1 2 r 3 ( r 3 sin θ 2 - r 2 sin θ 3 ) , 其中γ为液体表面张力，ρ为液体的密度，g为重力加速度，r1为液滴轮廓曲线与过第一测量点的水平线的交点到该测量点之间距离的一半，r2为液滴轮廓曲线与过第二测量点的水平线的交点到该测量点之间距离的一半，r3为液滴轮廓曲线与过第三测量点的水平线的交点到该测量点之间距离的一半，r4为液滴轮廓曲线与过第四测量点的水平线的交点到该测量点之间距离的一半，θ1为液滴轮廓曲线在第一测量点处的切线与水平线之间的夹角，θ2为液滴轮廓曲线在第二测量点处的切线与水平线之间的夹角，θ3为液滴轮廓曲线在第三测量点处的切线与水平线之间的夹角，θ4为液滴轮廓曲线在第三测量点处的切线与水平线之间的夹角，H1为第一测量点到第二测量点的竖直距离，H2为第二测量点到第三测量点的竖直距离，H3第三测量点到第四测量点间的竖直距离，V1为从过第一测量点的水平面到过第二测量点的水平面间的液体体积，V2为从过第三测量点的水平面到过第四测量点的水平面间的液体体积。