CN103940892B - 一种表面活性剂极性的检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种表面活性剂极性的检测装置，包括与气‑液两相界面表面接触用于感应气‑液两相界面处的表面电荷的检测探针；接收所述检测探针检测到的表面电荷并产生一定电势的控制单元，所述控制单元对该电势的变化信号进行降噪、数据处理和极性分析判断该信号的极性，根据该信号的极性判断吸附在该气‑液两相界面表面活性剂的极性；接收所述控制单元传送的对活性剂极性的判断结果并对该结果进行显示的显示单元。本装置在使用过程中测量原理可靠、测量方法简单，可迅速、准确地探测出表面活性剂的极性，检测设备结构简单、适用范围广、方便携带，且具有能耗低和易于操作的特点。

Description

一种表面活性剂极性的检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及气-液两相界面处表面活性剂的极性检测领域，尤其涉及一种表面活性剂极性的检测装置及其检测方法。

背景技术

表面活性剂是一种能够显著降低水的表面张力或两相界面张力的物质。表面活性剂在人们的日常生活中以及精细化工领域中被广泛应用。由于具有润湿或抗粘、乳化或破乳、增溶、分散和抗静电等一系列物理化学作用，表面活性剂成为一类灵活多样具有重要使用价值的精细化工产品。近年来，我国表面活性剂的产量和使用量逐年增加、种类繁多，但不同极性的表面活性剂具有不同的物理化学性质、特定的应用范围和处理要求，因此准确及时地检测表面活性剂的极性对社会生活生产具有十分重要的意义。

目前常见的检测表面活性剂极性的方法主要有：色谱测定法、分光光度法、流动注射分析法、共振散射光谱法等。其中色谱测定法操作复杂，测量条件较为苛刻，应用范围受到一定限制。分度光度法多采用亚甲蓝试剂，该法准确度和重现度好，流动注射分析法操作简单快捷，但两种方法均需要大量有毒溶剂氯仿进行萃取并反洗。光谱法灵敏度高，但所需检测步骤繁多，不便用于在线监测，且所用仪器设备较为昂贵。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种表面活性剂极性的检测装置，包括与气-液两相界面表面接触用于感应气-液两相界面处的表面电荷的检测探针；

接收所述检测探针检测到的表面电荷并产生一定电势的控制单元，所述控制单元对该电势的变化信号进行降噪、数据处理和极性分析判断该信号的极性，根据该信号的极性判断吸附在该气-液两相界面表面活性剂的极性；

接收所述控制单元传送的对活性剂极性的判断结果并对该结果进行显示的显示单元。

进一步的，所述控制单元包括处理器，所述处理器对电势的变化信号进行降噪、信号存储、信号数据处理、数据分析判断该电势变化信号的极性以及根据该信号的极性判断吸附在该气-液两相界面表面活性剂的极性。

一种表面活性剂极性的检测装置的表面活性剂极性的检测方法，包括以下步骤：

步骤1：将该检测装置悬挂于气-液两相界面表面的上方并缓慢下降，检测探针接触到气-液两相界面时感应到界面处的表面电荷；

步骤2：控制单元接收所述检测探针感应到的表面电荷并产生一定的电势，并对产生的电势的变化信号进行信号降噪、信号存储、信号数据处理和信号极性判断；

步骤3：控制单元根据电势的变化信号的极性判断气-液两相界面表面活性剂的极性：如果该电势的变化信号为正，则该气-液两相界面表面的活性剂的极性为正；如果该电势的变化信号为负，则该气-液两相界面表面的活性剂的极性为负。

由于采用了上述技术方案，本发明提供的一种表面活性剂极性的检测装置及其检测方法，通过微型检测探针接触气-液两相界面时感应界面处的表面电荷并在控制单元上产生感应电流并经过电阻在电阻两端产生一定的电势，采集电势的变化信号，对采集到的电势变化信号进行降噪、信号数据处理、信号极性分析，通过该电势变化信号的极性来判断气-液两相界面表面活性剂的极性。本发明公开的表面活性剂极性的检测装置及其检测方法，在检测过程中不受溶液温度、粘度、pH值及表面活性剂浓度等因素的影响，检测范围广，稳定性良好，具有较高的检测灵敏度和检测精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明公开的检测装置的结构示意图；

图2为本发明公开的检测装置的结构示意图。

图3为本发明中控制单元内部具有的电路原理图。

图中：1、控制单元；2、检测探针；3、显示单元；11、处理器；17、红色指示灯；18、蓝色指示灯；19、开关；21、探针保护套。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：

本发明的工作原理如下：吸附在气-液两相界面上的表面活性剂极性的性质决定了界面电荷的极性，即正离子表面活性剂将会使溶液在两相界面积累正电荷，而负离子表面活性剂将会在两相界面积累负电荷，且界面电荷极性不会受表面活性剂的浓度以及溶液pH值的影响。本发明基于上述原理，根据气-液两相界面处带有一定数量的电荷，这些表面电荷会通过吸附异号离子、排斥同号离子而在界面形成双电层，并且双电层具有一定的电势，通过采集电势变化信号的极性来判断该气-液两相界面活性剂的极性。

如图1所示的一种表面活性剂极性的检测装置，包括检测探针2、控制单元1和显示单元3。该控制单元1内部具有一定的电路结构，如图3所示。所述检测探针2与气-液两相界面表面接触用于感应气-液两相界面处的表面电荷；该表面电荷运动至控制单元1内在控制单元1上产生感应电流，并经过电阻在电阻两端产生一定的电势，控制单元1采集电势的变化信号存储在处理器11内。由于处理器11包括逻辑运算器、程序存储器和信号存储器，因此该处理器11对采集到的电势变化信号进行降噪、数据处理和极性分析判断，根据该信号的极性判断吸附在该气-液两相界面表面活性剂的极性。并且将输出的活性剂极性结果显示在显示单元3上。

进一步的，控制单元1包括处理器11，所述处理器11对电势的变化信号进行降噪、信号存储、数据处理、数据分析判断该电势变化信号的极性以及该气-液两相界面表面活性剂的极性。在实际应用中，处理器11可以采用ATmegal16L8位AVR微处理器。

进一步的，如图2所示，在控制单元1上设置有开关19、红色指示灯17和蓝色指示灯18。当处理器11判断表面活性剂为正离子时控制红色指示灯17亮起，当表面活性剂为负离子时控制蓝色指示灯18亮起。

进一步的，如上所公开的一种表面活性剂极性的检测装置的表面活性剂极性的检测方法，具体包括以下步骤：

步骤1：将该检测装置悬挂于气-液两相界面表面的上方并缓慢下降，检测探针2接触到气-液两相界面时感应到界面处的表面电荷；

步骤2：控制单元1接收所述检测探针2感应到的表面电荷并产生一定的电势，并对产生的电势的变化信号进行信号降噪、信号存储、信号数据处理和信号极性判断；

步骤3：控制单元1根据电势的变化信号的极性判断气-液两相界面表面活性剂的极性：如果该电势的变化信号为正，则该气-液两相界面表面的活性剂的极性为正；如果该电势的变化信号为负，则该气-液两相界面表面的活性剂的极性为负。

实施例：

在实际应用中，如图2所示的表面活性剂极性的检测装置的示意图，该检测装置的最底端为检测探针2，在检测探针2的外部可以设置有探针保护套21，将显示单元3设置在控制单元1的表面，首先我们将检测探针2悬挂在待测液体即气-液两相界面表面的上方并缓缓下降，当检测探针2接触到气-液两相界面时，感应该界面处的表面电荷，由于控制单元1内具有电路结构，因此可以产生感应电流并经过电阻在电阻两端产生一定的电势，然后采集电势的变化信号并通过处理器11将采集到的电势变化信号进行降噪、数据处理和极性分析，判断出信号极性。根据信号极性进而判断表面活性剂的极性，当信号幅值为正时，处理器11控制显示单元3对上述判断结果进行显示。并且如果处理器11判断表面活性剂为正离子时则控制红色指示灯17亮起，如果处理器11判断表面活性剂为负离子时则控制蓝色指示灯18亮起。

本发明公开的一种表面活性剂极性的检测装置及其检测方法，根据正离子表面活性剂将会使溶液在两相界面积累正电荷，而负离子表面活性剂将会在两相界面积累负电荷，本装置通过对气-液两相界面表面电荷产生的电势变化信号的极性来判断表面活性剂的极性。本装置在使用过程中测量原理可靠、测量方法简单，可迅速、准确地探测出表面活性剂的极性，检测设备结构简单、适用范围广、方便携带，且具有能耗低和易于操作的特点。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种表面活性剂极性的检测装置的表面活性剂极性的检测方法，其中该检测装置包括与气-液两相界面表面接触用于感应气-液两相界面处的表面电荷的检测探针(2)；

接收所述检测探针(2)检测到的表面电荷并产生一定电势的控制单元(1)，所述控制单元(1)对该电势的变化信号进行降噪、数据处理和极性分析判断该信号的极性，根据该信号的极性判断吸附在该气-液两相界面表面活性剂的极性；

接收所述控制单元(1)传送的对活性剂极性的判断结果并对该结果进行显示的显示单元(3)

所述该装置的表面活性剂极性的检测方法包括以下步骤：

步骤1：将该检测装置悬挂于气-液两相界面表面的上方并缓慢下降，检测探针(2)接触到气-液两相界面时感应到界面处的表面电荷；

步骤2：控制单元(1)接收所述检测探针(2)感应到的表面电荷并产生一定的电势，并对产生的电势的变化信号进行信号降噪、信号存储、信号数据处理和信号极性判断；

步骤3：控制单元(1)根据电势的变化信号的极性判断气-液两相界面表面活性剂的极性：如果该电势的变化信号为正，则该气-液两相界面表面的活性剂的极性为正；如果该电势的变化信号为负，则该气-液两相界面表面的活性剂的极性为负。

2.根据权利要求1所述的一种表面活性剂极性的检测装置的表面活性剂极性的检测方法，其特征还在于：所述控制单元(1)包括处理器(11)，所述处理器(11)对电势的变化信号进行降噪、信号存储、信号数据处理、数据分析判断该电势变化信号的极性以及根据该信号的极性判断吸附在该气-液两相界面表面活性剂的极性。