CN117606980A - 测量液体流动性能的方法和用于观察液滴的装置 - Google Patents

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CN117606980A CN202311235916.0A CN202311235916A CN117606980A CN 117606980 A CN117606980 A CN 117606980A CN 202311235916 A CN202311235916 A CN 202311235916A CN 117606980 A CN117606980 A CN 117606980A
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Abstract

本发明涉及流动性能测量技术领域，本发明提供一种测量液体流动性能的方法和用于观察液滴的装置，包括：控制液滴从预设高度滴落到基底；获取基底上的液滴密度、尖端最大半径、尖端实时高度、尖端初始高度以及液滴开始落在基底到测量结束的测试时长；确定尖端高度变化值与测试时长的比值为第一计算系数；其中，尖端高度变化值为尖端初始高度与尖端实时高度的差值；基于第一计算系数、液滴密度、尖端最大半径以及尖端初始高度，确定液滴的计算黏度。本发明能够根据液滴尖端高度随时间变化来测量液滴的计算黏度，明显区别于已有的滴定法、旋转法、振动法和管道法，能够捕到液滴流动性能的动态变化。

Description

测量液体流动性能的方法和用于观察液滴的装置
技术领域
本发明涉及流动性能测量技术领域，尤其涉及一种测量液体流动性能的方法和用于观察液滴的装置。
背景技术
反应液体，如树脂、粘结剂、某些化工产品等，在特定的条件下会经历一个固化的化学反应过程。这种反应液体的物理和化学特性，尤其是黏度和表面张力，在固化过程中会随时间发生明显的变化。表面张力和黏度是液体的重要物理化学性质，黏度是液体内部分子之间摩擦的度量，表面张力是液体与其相邻界面之间的相互作用的度量。对于许多工业应用，如涂料、胶粘剂、封装和复合材料等，了解和精确测量这些参数的变化是至关重要的。
相关技术中，黏度和表面张力测量方法往往是在固定的时间点对流体样本进行离散的测量。这样的方法存在局限性，例如：可能错过某些关键时刻的参数变化、需要大量的液体样本和实验时间、或者难以捕捉到反应液体动态变化的连续性。
发明内容
本发明旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种测量液体流动性能的方法，用以解决现有技术中液体流动性能测量难以连续、准确地测量液体在整个固化过程中黏度和表面张力变化的缺陷。
本发明还提供一种用于观察液滴的装置。
根据本发明第一方面实施例的测量液体流动性能的方法，包括：
控制液滴从预设高度滴落到基底；
获取所述基底上的液滴密度、尖端最大半径、尖端实时高度、尖端初始高度以及所述液滴开始落在所述基底到测量结束的测试时长；
确定所述液滴的尖端的影响因素包括惯性力和黏性力，且所述惯性力等于所述黏性力，计算得到所述液滴的计算黏度，所述液滴的计算黏度与所述第一计算系数、所述液滴密度、所述尖端最大半径以及所述尖端初始高度相关，所述第一计算系数等于尖端高度变化值与所述测试时长的比值，其中，所述尖端高度变化值为所述尖端初始高度与所述尖端实时高度的差值。
根据本发明的一个实施例，所述计算得到所述液滴的计算黏度的步骤之前，
控制所述液滴的Weber数大于等于设定阈值；
基于所述Weber数大于等于设定阈值，确定所述液滴的尖端的影响因素包括惯性力和黏性力，且所述惯性力等于所述黏性力。
根据本发明的一个实施例，所述基于所述惯性力等于所述黏性力，确定所述液滴的计算黏度，所依据的计算公式为：
其中，ρ为液滴密度；
η为计算黏度；
Rn为尖端最大半径；
t为液滴开始落在基底到测试结束的测试时长；
Hmax为尖端实时高度，该高度随测试时长t变化；
求解公式(1)可得：
由公式(2)可得：
其中，ΔHmax为尖端高度变化值，ΔHmax＝H0–Hmax；
H0为液滴滴落在基底时尖端的初始高度；
C1为第一计算系数，其中，
根据本发明的一个实施例，所述预设高度大于等于11.8cm，所述尖端最大半径在0.5mm到1mm之间。
根据本发明的一个实施例，还包括：
控制所述液滴的Weber数小于设定阈值；
基于所述Weber数小于设定阈值，确定所述尖端的影响因素包括黏性力和表面张力，且所述黏性力等于所述表面张力；
所述计算得到所述液滴的计算黏度的步骤之后，
基于所述黏性力等于所述表面张力，确定所述尖端高度变化值的3次幂与所述测试时长的比值为第二计算系数，
通过所述计算黏度、所述第二计算系数以及所述尖端最大半径计算所述表面张力的表面张力系数。
根据本发明的一个实施例，所述基于所述黏性力等于所述表面张力，通过所述计算黏度、所述第二计算系数以及所述尖端最大半径计算所述表面张力的表面张力系数，所依据的计算公式为：
其中，ΔHmax为尖端高度变化值，ΔHmax＝H0–Hmax；H0为液滴滴落在基底时尖端的初始高度；Hmax为尖端实时高度，该高度随测试时长t变化；
Rn为尖端最大半径；
η为计算黏度；
t为液滴开始落在基底到测试结束的测试时长；
表面张力为F＝γRn；
γ为表面张力系数，表示液体表面单位长度直线段上的表面张力；
求解公式(3)可得：
由公式(4)可得，
其中，C2为第二计算系数，其中，
根据本发明的一个实施例，所述预设高度小于8cm，所述液滴尖端的最大半径在0.5mm到1mm之间。
根据本发明的一个实施例，所述Weber数的计算公式为：
其中，We为Weber数；
ρ为液滴密度；
v0为液滴刚滴落在基底时的滴落速度；
V0为液滴体积；
γ为表面张力系数，表示液体表面单位长度直线段上的表面张力；
获取液滴刚滴落在基底时的滴落速度v0和液滴体积V0，通过控制所述滴落速度v0和所述液滴体积V0，调节所述Weber数的数值范围。
根据本发明的一个实施例，在所述控制液滴从预设高度滴落到基底的步骤中，还包括：
获取所述液滴在容器中流动的流动时长；其中，所述容器用于容纳液体，所述液体在所述容器的开口处形成所述液滴；
获取所述液滴开始滴落到落在所述基底的滴落时长；
确定所述流动时长、所述滴落时长和所述测试时长之和为总时长，所述测试时长远远小于所述总时长。
根据本发明的一个实施例，所述确定尖端高度变化值与所述测试时长的比值为第一计算系数中，
获取到所述测试时长内的所述尖端初始高度和多个所述尖端实时高度，通过拟合得到所述第一计算系数、所述测试时长与所述尖端高度变化值的线性关系。
根据本发明第二方面实施例提供的用于观察液滴的装置，包括：
液滴注射部件，用于产生液滴，所述液滴注射部件包括第一光源发射器，所述液滴的滴落方向与所述第一光源发射器发射的第一光线的发光方向相同；
支撑部件，所述支撑部件的一端连接所述液滴注射部件，所述支撑部件的另一端连接载物台，所述载物台用于支撑光斑传感器；
采集部件，用于获取所述液滴滴落在所述光斑传感器的图像，所述采集部件与所述光斑传感器通信连接；
基于所述光斑传感器接收到所述第一光线的位置信号，控制所述采集部件运动到匹配所述位置信号的采集位置。
根据本发明的一个实施例，所述液滴注射部件包括液滴喷头和加液组件，所述加液组件的出口朝向所述液滴喷头一端的进液口，所述液滴喷头的另一端设置有喷射口，所述第一光源发射器连接所述液滴喷头并与所述喷射口同轴设置，以使所述第一光线从所述喷射口射出。
根据本发明的一个实施例，所述液滴喷头包括：
进液部，形成进液通道，所述进液通道的一端设置所述进液口；
喷射部，形成喷射通道，所述喷射部连接所述进液部，所述喷射通道连通所述进液通道的另一端，所述喷射通道远离所述进液通道的一端设置喷射口；
搅拌杆，所述搅拌杆插设于所述喷射通道，所述搅拌杆与所述喷射通道同轴设置，所述搅拌杆连接所述第一光源发射器，所述搅拌杆的端部朝向所述喷射口，所述搅拌杆包括透光结构的杆体。
根据本发明的一个实施例，所述加液组件设置有多个加液腔，所述液滴喷头设置多个所述进液口，所述加液腔和所述进液口一一对应，所述搅拌杆的外壁设置有导流槽，所述导流槽绕所述搅拌杆绕设多圈。
根据本发明的一个实施例，还包括：阻挡部件，所述阻挡部件连接所述支撑部件，所述阻挡部件的承液盘可在避让所述第一光线的初始位置和遮挡所述第一光线的遮挡位置之间运动。
根据本发明的一个实施例，还包括触发部件，所述阻挡部件通信连接所述触发部件，基于所述触发部件接收到所述液滴通过的触发信号达到设定次数，控制所述承液盘从所述初始位置切换至所述遮挡位置。
根据本发明的一个实施例，所述触发部件包括第二光源发射器和光强感受器，所述光强感受器用于接收所述第二光源发射器所发射的第二光线的光信号，所述第二光源发射器和所述光强感受器分别设置在所述第一光线的两侧，所述第二光源发射器的发光方向与所述第一光源发射器的发光方向相交。
根据本发明的一个实施例，所述阻挡部件还包括旋转控制台，所述旋转控制台的壳体内设置有驱动装置，所述驱动装置的输出轴通过悬臂连接所述承液盘，所述输出轴转动以带动所述承液盘在所述初始位置和所述遮挡位置之间转动。
根据本发明的一个实施例，所述采集部件包括高速相机和为所述高速相机提供背景光源的第三光源发射器，所述高速相机和所述第三光源发射器分别设置在所述载物台的两侧，所述高速相机的底部连接有三轴位移台，所述三轴位移台与所述光斑传感器通信连接，所述三轴位移台调节所述高速相机在水平横向、水平纵向和竖直方向的位置，以使所述高速相机对准所述采集位置。
根据本发明的一个实施例，所述光斑传感器的底部可转动连接多个调节柱，多个所述调节柱用于调节所述光斑传感器与所述载物台的表面的夹角。
本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：
(1)本发明提供的测量液体流动性能的方法，基于第一计算系数、液滴密度、尖端最大半径以及尖端初始高度，确定液滴的计算黏度。其中，第一计算系数为尖端高度变化值与测试时长的比值，其中，液滴尖端高度会随着测试时长而变化，本发明能够根据液滴尖端高度随时间变化来测量液滴的计算黏度，明显区别于已有的滴定法、旋转法、振动法和管道法，本发明的测量液体流动性能的方法可以实时监测液滴的变化，从而能够捕到液滴流动性能的动态变化。
(2)本发明实施例提供的液滴观察装置，液滴注射部件用于产生液滴，液滴注射组件设置有第一光源发射器，第一光源发射器发射的第一光线的发光方向即为液滴滴落方向，能够精准定位液滴滴落路径和滴落在光斑传感器的预定位置，确保液滴能够准确滴落在预定位置。同时，光斑传感器与采集部件通信连接，第一光线照射在光斑传感器上，光斑传感器接收到来自第一光线的位置信号，采集部件运动到匹配该位置信号的采集位置，采集位置即为液滴滴落的预定位置，从而使采集部件能够精准定位到采集位置，对液滴滴落在光斑传感器的整个过程的图像进行采集。
除了上述所描述的本发明解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术特征的技术方案所带来的优点之外，本发明的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步的说明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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是本发明实施例提供的测量液体流动性能的方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的基于Weber数大于等于设定阈值确定液滴计算黏度的流程示意图；
图3是本发明实施例提供的确定总时长T的流程示意图；
图4是本发明实施例提供的基于Weber数大于等于设定阈值确定液滴表面张力系数的流程示意图；
图5是本发明实施例提供的液滴刚滴落在基底的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的液体从针管出口处滴落在基底的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的液滴刚滴落在基底到液滴成为球冠状的结构示意图；
图8是本发明实施例提供的通过线性拟合实验数据获得第一计算系数的示意图；
图9是本发明实施例提供的通过线性拟合实验数据获得第二计算系数的示意图；
图10是本发明实施例提供的用于观察液滴的结构示意图；
图11是本发明实施例提供的液滴注射部件的结构示意图。
附图标记：
100、液滴注射部件；110、第一光源发射器；120、液滴喷头；121、进液部；1211、进液通道；1212、进液口；122、喷射部；1221、喷射通道；1222、喷射口；130、加液组件；131、出口；132、加液腔；140、搅拌杆；141、导流槽；151、注射泵；152、注射泵控制器；160、螺栓；170、推杆；
200、支撑部件；210、载物台；220、光斑传感器；221、调节柱；
300、采集部件；310、高速相机；311、变焦镜头；320、第三光源发射器；330、三轴位移台；
400、阻挡部件；410、承液盘；420、旋转控制台；430、输出轴；440、悬臂；
500、触发部件；510、第二光源发射器；520、光强感受器；
600、移动平台；700、箱体。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
下面结合图1-图9描述本发明实施例的测量液体流动性能的方法。
结合图1所示，本发明实施例提供一种测量液体流动性能的方法，包括：
步骤110、控制液滴从预设高度滴落到基底；
当液滴受到重力和表面张力的作用从预设高度自由下落时，液滴会拖拽出一个尖端，如图5所示。液滴滴落到基底的时候，也就是，液滴撞击基底后，尖端会随着随时间逐步回缩，直到液滴成为球冠状(参考图7所示)。在此过程中，尖端的回缩受到四种力的影响，分别是惯性力、黏性力、表面张力和重力。
其中，液滴尖端所受重力和表面张力之比可以用Bond数(Bo)表示，即其中ρ是液滴密度，g是重力加速度，Rn为液滴尖端的最大半径，γ是液滴的表面张力。在本实施例中，ρ大致为1000kg/m3，g大致为10m/s2，Rn大致为10-4m，γ大致为10-2N/m，因此Bo～0.01，即重力对尖端的影响远小于表面张力。需要说的是，“大致为”表示近似或大致相等，可以相等，也可以接近。
因此，在本实施例中，无需考虑重力作用对尖端回缩的影响。
步骤120、获取基底上的液滴密度ρ、尖端最大半径Rn、尖端实时高度Hmax、尖端初始高度H0以及液滴开始落在基底到测量结束的测试时长t；
步骤130、确定液滴的尖端的影响因素包括惯性力和黏性力，且惯性力等于黏性力，计算得到液滴的计算黏度η，液滴的计算黏度η与第一计算系数C1、液滴密度ρ、尖端最大半径Rn以及尖端初始高度H0相关，第一计算系数C1等于尖端高度变化值ΔHmax与测试时长t的比值；其中，尖端高度变化值ΔHmax为尖端初始高度H0与尖端实时高度Hmax的差值。
其中，计算黏度本实施例通过引入第一计算系数C1，第一计算系数本发明通过测量液滴撞击基底后记录液滴尖端高度随时间的变化从而得到C1，单次测量的时间可小于0.5s，能够快速测量液滴黏度随时间的变化，进而计算出计算黏度η。
本发明提供的测量液体流动性能的方法，基于第一计算系数、液滴密度、尖端最大半径以及尖端初始高度，确定液滴的计算黏度。其中，第一计算系数为尖端高度变化值与测试时长的比值，其中，液滴尖端高度会随着测试时长而变化，本发明能够根据液滴尖端高度随时间变化来测量液滴的计算黏度，明显区别于已有的滴定法、旋转法、振动法和管道法，本发明的测量液体流动性能的方法可以实时监测液滴的变化，从而能够捕到液滴流动性能的动态变化。
可以理解的是，结合图2，步骤130之前，即计算得到液滴的计算黏度η的步骤之前，
步骤210、控制液滴的Weber数We大于等于设定阈值；
用Weber数来比较惯性力和表面张力的影响，Weber数的计算公式为：
其中，We为Weber数；
ρ为液滴密度；
v0为液滴刚滴落在基底时的滴落速度；
V0为液滴体积为尖端最大半径；
γ为表面张力系数，表示液体表面单位长度直线段上的表面张力；
获取液滴刚滴落在基底时的滴落速度v0和液滴体积V0，通过控制滴落速度v0和液滴体积V0，调节Weber数的数值范围。Weber数可调整的范围为1到500之间。
其中，需要说明的是，韦伯数(Weber number)为流体力学中的无量纲数。
步骤220、基于Weber数We大于等于设定阈值，确定液滴的尖端的影响因素包括惯性力和黏性力，且惯性力等于黏性力。
在本实施例中，令设定阈值为100，当Weber数大于等于100时，液滴的尖端由惯性力和黏性力共同主导，且两者平衡，即惯性力等于黏性力：
其中，ρ为液滴密度；
η为计算黏度；
Rn为尖端最大半径；
t为液滴开始落在基底到测试结束的测试时长，当t＝0时，液滴刚刚滴落基底，也就是，液滴撞击基底；
Hmax为尖端实时高度，该高度随测试时长t变化；
需要说明的是，其中：表示Hmax关于t的二阶偏导数运算，/>表示Hmax关于t的一阶偏导数运算。
求解公式(1)可得：
由公式(2)可得：
其中，ΔHmax为尖端高度变化值，ΔHmax＝H0–Hmax；
H0为液滴滴落在基底时尖端的初始高度；
C1为第一计算系数，其中，
关于Weber数大于等于100，需要说明的是：
在一些实施例中，预设高度大于等于11.8cm，尖端最大半径Rn在0.5mm到1mm之间。其中，预设高度可影响液滴刚滴落基底时的滴落速度v0，也就是，预设高度可影响液滴撞击基底时的速度。在本实施例中，通过使预设高度大于等于11.8cm，尖端最大半径Rn在0.5mm到1mm之间，能够保证We>100的要求，确定液滴的尖端所受作用力的影响因素包括惯性力和黏性力，从而避免在测量液滴黏度时表面张力会带来的影响。
需要说明的是，结合图3，步骤110中，即在控制液滴从预设高度滴落到基底的步骤中，还包括：
步骤310、获取液滴在容器中流动的流动时长T1；其中，容器用于容纳液体，液体在容器的开口处形成液滴；
容器可以是针管，液体可从针管的进口处进入针管，并在针管中流动，液体流动至针管的出口处，当液滴收到重力和表面张力的作用就会从出口处滴落。可以理解的是，液体从针管进口流动至出口的所用时长即为流动时长T1。结合图6，此时尖端最大半径Rn与针管的出口处半径相等，也就是，尖端最大半径Rn取决于针管的出口的半径。当然，容器并不局限于针管，还可以是试管、其他定制容器，通过调整容器出口处的半径，即可调节尖端最大半径Rn。
相关技术中，以旋转法测量液滴流动性能为例，需要将带测量液滴放置在测量设备上进行旋转，直至液滴凝固，液滴凝固就有可能导致难以凝固液滴清理，从而导致测量设备失效。
在本实施例中，可以理解的是，液体在容器时、液滴在滴落过程中、液滴在测量过程中，液滴均未完全凝固，换句话说，在整个测量过程中液滴还未完全凝固。液滴可从流动状态到完全凝固状态，本实施例的液滴，在整个测量过程中，均处于未完全凝固的状态，从而可以避免由于液滴凝固导致的测量设备失效的问题。
步骤320、获取液滴开始滴落到落在基底的滴落时长T2；
本实施例中，通过控制预设高度控制可控制滴落时长T2，也就是，通过控制液滴下落高度控制液滴到基底时的反应时间(滴落时长T2)。可以理解的是，以用针管容纳液体，液体通过多种物质合成为例，如：液体为粘结剂，粘结剂需要以各种添加剂以满足不同应用的要求，可在针管中混合多种物质以合成液体，则可以理解为，液体在针管中实现液体合成。相较于相关技术中，需要将合成后的液体依次静置、泵送最后测量，本实施例可实现液体合成、运输、测量一体化，不仅可以有效节省时间，合成后不需要等待静置或进行泵送，通过控制液滴的下落高度即可实现下一个步骤(运输)，进而实现测量，从而提高实验效率。其中，液滴开始滴落到落在基底的这个过程，即为运输。
步骤330、确定流动时长T1、滴落时长T2和测试时长t之和为总时长T，测试时长t远远小于总时长T。
本实施例中，总时长T＝T1+T2+t，其中，测试时长t可以理解为液滴撞击基底后的时间，总时长T可以理解为液滴反应时间。其中，关于反应时间需要说明的是，以液滴为树脂或粘结剂为例，树脂和粘结剂通常是液态或半固态的材料，需要一定的时间来变硬、固化或粘合，液滴反应时间可以理解为液滴固化或硬化所需时间。
其中，基底上液体的黏度是T的函数，即η＝f(T)。本实施例中，测试时长t远远小于总时长T，即t<<T时，如：t＝0.01s，T＝0.5s：t＝0.02s，T＝0.4s。在本实施例中，由于t<<T，则液滴在t时间内的黏度变化可忽略不计，由于t足够小，从而可以忽略测量过程中基底对液滴发生阻挡而影响液滴本身滴落时的黏度变化，从而可通过液滴在基底上尖端高度变化值ΔHmax和测试时长t来表征液滴经过总时长T之后的黏度，即：
由此可见，本实施例的测量液体流动性能的方法，通过控制总时长(反应时长)T，可测量液滴在经过不同反应时长之后的流动性能(如：黏度、表面张力)的变化。其中，由于测试时长t远远小于总时长T，不仅可以避免测试时长t内的液滴黏度变化造成的影响，即可忽略测试时长内液滴黏度的变化，通过测试时长就能算出总时长T的液滴流动性能，由于测试时长足够小，还可以能够有效减少测量所需时间，实现液滴流动性能的快速检测。
上面，对液滴黏度的确定进行说明，下面，对液滴表面张力系数的确定进行说明。
结合图4，在本实施例中，测量液体流动性能的方法还包括：
步骤410、控制液滴的Weber数We小于设定阈值；
步骤420、基于Weber数We小于设定阈值，确定尖端的影响因素包括黏性力和表面张力，且黏性力等于表面张力；
步骤430、计算得到液滴的计算黏度η的步骤之后，基于黏性力等于表面张力，确定尖端高度变化值ΔHmax的3次幂与测试时长t的比值为第二计算系数C2；
步骤440、通过计算黏度η、第二计算系数C2以及尖端最大半径Rn计算表面张力的表面张力系数γ。
在本实施例中，令设定阈值为100，当Weber数小于100时，液滴的尖端由表面张力和黏性力共同主导，且两者平衡，即表面张力等于黏性力：
其中，ΔHmax为尖端高度变化值，ΔHmax＝H0–Hmax；H0为液滴滴落在基底时尖端的初始高度；Hmax为尖端实时高度，该高度随测试时长t变化；
Rn为尖端最大半径；
η为计算黏度；
t为开始落在基底到测试结束的测试时长；
表面张力为F＝γRn；
γ为表面张力系数，表示液体表面单位长度直线段上的表面张力；
求解公式(3)可得：
由公式(4)可得，
其中，C2为第二计算系数，其中，
本实施例通过引入第二计算系数C2，第二计算系数在本实施例中，基于We>100，此时液滴尖端作用力由惯性力和黏性力主导，从而在避免表面张力对液滴尖端发生影响的情况下，通过测量液滴撞击基底后记录液滴尖端高度随时间的变化从而得到C1，进而计算出计算黏度η；进一步地，控制We<100，此时液滴尖端作用力由黏性力和表面张力主导，通过测量液滴撞击基底后记录液滴尖端高度随时间的变化从而得到C2，将最后将计算黏度η代入公式(5)中，从而求得为表面张力系数γ。
本发明实施例提供的测量液体流动性能的方法，根据液滴尖端高度随时间变化来测量确定第一计算系数C1和第二计算系数C2，进而确定计算黏度η和表面张力系数γ，不仅可以实时监测液滴的变化，捕到液滴流动性能的动态变化，还可以精准地测量液滴在整个固化过程中黏度和表面张力变化。
同时，本实施例能够实现使用同一套设备测量液滴的黏度和表面张力随时间变化，使得数据计算和分析更加方便，无需使用不同的设备来测量不同的参数，可以节省时间和资源，保证试验的一致性。
需要说明的是，基于计算黏度η可代入公式(5)中求得表面张力系数γ，假设测量计算黏度η时的总时长为Tη，测量表面张力系数γ时的总时长为Tγ，需要保证Tη＝Tγ，才能将计算黏度η可代入公式(5)中求得表面张力系数γ。
结合图8，关于第一计算系数C1需要说明的是。
在步骤130中，即确定尖端高度变化值ΔHmax与测试时长t的比值为第一计算系数C1中，获取到测试时长t内的尖端初始高度H0和多个尖端实时高度Hmax，通过拟合得到第一计算系数C1、测试时长t与尖端高度差ΔHmax的线性关系。
液滴撞击基底后，尖端实时高度Hmax会随着测试时长的变化而变化，通过多个尖端高度变化值ΔHmax和其对应的测试时长t，通过线性拟合实验数据并得到斜率C1，斜率C1即为第一计算系数，从而将实验数据量化，并提供一个数值参数(斜率C1)来为后续计算黏度η的计算提供可靠依据。
同理，结合图9，在确定尖端高度变化值ΔHmax的3次幂与测试时长t的比值为第二计算系数C2的步骤中，获取到测试时长t内的尖端初始高度H0和多个尖端实时高度Hmax，通过拟合得到第二计算系数C2、测试时长t与尖端高度差ΔHmax的线性关系。通过线性拟合实验数据并得到斜率C2，斜率C2即为第二计算系数，从而将实验数据量化，并提供一个数值参数(斜率C2)来为后续表面张力系数γ的计算提供可靠依据。
下面，对本发明实施例提供的测量液体流动性能的方法的测量流出进行说明。
(1)欲得到经过T时长的液体的计算黏度η，需要计算好液滴在针管中流动的时间(流动时长)T1和液滴在空中下落的时间(滴落时长)T2，并且保证液滴撞击时的速度(液滴刚滴落在基底时的滴落速度v0)和液滴体积(液滴体积V0)满足We>100的要求。本方法中推荐下落高度应大于11.8cm，针管半径(尖端最大半径Rn)在0.5mm到1mm之间。
(2)结合图8，液滴撞击基底后记录液滴尖端高度随时间的变化，线性拟合实验数据并得到斜率C1；
(3)用公式算出计算黏度η；
(4)欲得经过T时长的液体表面张力，需要计算好液滴在针管中流动的时间T1和液滴在空中下落的时间T2，并且保证液滴撞击时的速度和针管的半径满足We<100的要求。本方法中推荐下落高度应小于8cm，针管半径在0.5mm到1mm之间；
(5)结合图9，液滴撞击基底后记录液滴尖端高度随时间的变化，并绘制ΔHmax 3vs.t的曲线，线性拟合实验数据并得到斜率C2；
(6)用公式来计算出表面张力系数γ。
下面，下面结合图10-图11，对本发明提供的第二方面实施例的用于观察液滴的装置进行说明。
参考图10所示，本发明实施例提供的用于观察液滴的装置，包括：液滴注射部件100、支撑部件200、采集部件300，液滴注射部件100用于产生液滴，液滴注射部件100包括第一光源发射器110，液滴的滴落方向与第一光源发射器110发射的第一光线的发光方向相同；支撑部件200的一端连接液滴注射部件100，支撑部件200的另一端连接载物台210，载物台210用于支撑光斑传感器220；采集部件300用于获取液滴滴落在光斑传感器220的图像，采集部件300与光斑传感器220通信连接；基于光斑传感器220接收到第一光线的位置信号，控制采集部件300运动到匹配位置信号的采集位置。
本发明实施例提供的用于观察液滴的装置，液滴注射部件100用于产生液滴，液滴注射组件设置有第一光源发射器110，第一光源发射器110发射的第一光线的发光方向即为液滴滴落方向，能够精准定位液滴滴落路径和滴落在光斑传感器220的预定位置，确保液滴能够准确滴落在预定位置。同时，光斑传感器220与采集部件300通信连接，第一光线照射在光斑传感器220上，光斑传感器220接收到来自第一光线的位置信号，采集部件300运动到匹配该位置信号的采集位置，采集位置即为液滴滴落的预定位置，从而使采集部件300能够精准定位到采集位置，对液滴滴落在光斑传感器220的整个过程的图像进行采集。
在其他一些实施例中，用于观察液滴的装置还包括移动平台600，液滴注射部件100通过移动平台600连接支撑部件200，移动平台600能够沿支撑部件200的高度方向移动，以调节液滴注射部件100和光斑传感器220的间距，从而调节液滴滴落的高度，以满足对液滴滴落高度有不同需求的实验。
液滴注射部件100包括液滴喷头120和加液组件130，加液组件130的出口131朝向液滴喷头120一端的进液口1212，液滴喷头120的另一端设置有喷射口1222，第一光源发射器110连接液滴喷头120并与喷射口1222同轴设置，以使第一光线从喷射口1222射出。可以理解的是，液滴会从喷射口1222处喷出滴落，第一光源发射器110的发光方向穿过喷射口1222并从喷射口1222射出形成光线路径，液滴滴落方向与第一光源发射器110发射的第一光线的发光方向相同，也就是，液滴会沿着第一光源的光线路径移动，通过第一光源发射器110的发光方向来指示液滴的落点，不仅可以实时观察液滴喷射的落点，还可以准确地定位液滴着陆的位置，以便及时监测和调整液滴喷射的路径和落点。
其中，通过同轴设置，确保第一光线与喷射口1222的位置之间的准确对齐，避免液滴喷头120内壁对第一光线造成阻挡，有助于准确控制第一光线的发光方向穿过喷射口1222，确保第一光线沿着所需的路径照射。
在一些实施例中，光斑传感器220连接有保护层，保护层连接在光斑传感器220的上方，保护层为透光结构的层体，保护层不仅可以对光斑传感器220进行保护，防止反应液滴会光斑传感器220造成污染，还可以使第一光线透过并照射在光斑传感器220上，保证光斑传感器220的正常使用。
其中，保护层可以是玻璃、石英，还可以是透光的膜结构，根据实际需求选择保护层。
下面，对液滴喷头120的结构进行说明。
参考图11所示，液滴喷头120包括：进液部121、喷射部122和搅拌杆140，进液部121形成进液通道1211，进液通道1211的一端设置进液口1212；喷射部122形成喷射通道1221，喷射部122连接进液部121，喷射通道1221连通进液通道1211的另一端，喷射通道1221远离进液通道1211的一端设置喷射口1222；搅拌杆140插设于喷射通道1221，搅拌杆140与喷射通道1221同轴设置，搅拌杆140连接第一光源发射器110，搅拌杆140的端部朝向喷射口1222，搅拌杆140包括透光结构的杆体。
在本实施例中，在液滴喷头120中设置有搅拌杆140，搅拌杆140插设于喷射通道1221，能够对液滴喷头120内的液体进行搅拌，当液体为高黏度、非牛顿流体或反应液体时，通过搅拌杆140的搅拌能够提高其流动性，液体流动稳定，能够保证液滴从喷射口1222处的滴落的稳定性，避免液滴喷头120造成堵塞。
需要说明的是，反应液体(也可以理解为反应液滴)可以理解为自身会发生化学反应或者与周围环境发生化学反应的液体(液滴)，如：环氧树脂，502胶水等。
结合图10，第一光源发射器110设置在搅拌杆140的一端，同时，第一光源发射器110设置在喷射部122的外侧，能够避免液体对进入到第一光源发射器110中对第一光源发射器110造成影响。其中，搅拌杆140包括透光结构的杆体，能够保证第一光源发射器110的光线从传动轴中穿过，减少光线受到搅拌杆140遮挡，从而提高定位的准确性。
当然，第一光源发射器110还可以设置在搅拌杆140的内部，此时搅拌杆140为透光结构，搅拌杆140内部形成用于安装第一光源发射器110的腔体，从而省去为第一光源发射器110提供额外的安装空间，结构紧凑，节省体积；第一光源发射器110还可以设置在搅拌杆140的底部，第一光源发射器110通过连接件密封连接搅拌杆140，以避免液体会进入第一光源发射器110而产生的干扰。第一光源发射器110的设置可实际需求进行设置，在此不作限定。第一光源发射器110连接搅拌杆140，可以减少外部环境因素对光线的干扰，提高实验的稳定性和可重复性；同时，第一光源发射器110的第一光线的发光方向穿过搅拌杆140，即本实施例将光学路径整合到搅拌杆140中，能够减少第一光线的光线路径的复杂性，还能降低光损失，提高第一光线的传输效率，提高液滴滴落的定位效果。
加液组件130设置有多个加液腔132，液滴喷头120设置多个进液口1212，加液腔132和进液口1212一一对应。液滴喷头120设置多个进液口1212，即进液通道1211设置多个，多个进液通道1211连通喷射通道1221，当多个进液通道1211中的液体组分不同时，即喷射通道1221内的液体为多个组分不同的液体混合而成的合成液体，搅拌桨插设在喷射通道1221中，能够使不同组分的液体充分混合，提高喷射通道1221内合成液体的质量。如：一些特殊树脂或合成溶剂，就可以在多个进液通道1211中放置其需要的不同组分的液体(如：树脂、硬化剂、稀释剂等液体)，多种组分不同的液体经过搅拌杆140的充分搅拌混合后，进入喷射通道1221中，在混合过程中多种组分不同液体发生化学反应从而形成特殊树脂或合成溶剂。
其中，加液腔132和进液口1212一一对应，可以有效防止组分不同液体之间的交叉污染，保持样品的纯度和实验的准确性。
需要说明的是，当液体喷头包括多个进液通道1211时，多个进液通道1211内的液体组分可以不同，也可以相同，还可以一部分相同一部分不同，多个进液通道1211内的液体组分可根据实际需求进行选择。
结合图10，搅拌杆140的外壁设置有导流槽141，导流槽141绕搅拌杆140绕设多圈。当液体从进液通道1211流向喷射通道1221时，液滴沿着导流槽141流动，使搅拌杆140实现液体的搅拌。在液滴喷头120设置多个进液通道1211，多个进液通道1211内液体的组分不同时，多个组分不同的液体沿导流槽141流动的同时进行混合，从而实现在喷射通道1221内合成液体的生成。同时，导流槽141绕搅拌杆140绕设多圈，使得搅拌和混合更加均匀，有助于确保反应或混合过程的均匀性。在液体流向喷射口1222的同时就能实现反应液体的合成，无需等待液体合成之后再进入液滴喷头120，节省实验的时间并提高实验效率。
液滴喷头120设置多个进液口1212，即进液通道1211设置多个，多个进液通道1211连通喷射通道1221，多个进液通道1211内的液体组分可以不同，也可以相同，还可以一部分相同一部分不同，多个进液通道1211内的液体组分可根据实际需求进行选择。
其中，搅拌杆140可以是螺纹杆，导流槽141可以是螺纹，搅拌杆140的结构简单，能够有效地将液体搅拌和混合。通过调节螺纹的大小、间距以及绕设圈数，即，通过调节导流槽141的大小、间距以及绕设圈数，能够调节液体搅拌和混合的速度和程度，可根据实际进行导流槽141的设置。
在其他一些实施例中，进液通道1211内设置有挡板，挡板的一端连接进液部121，挡板的另一端向下倾斜，能够有效防止液体逆流，挡板的另一端与进液部121的内壁形成进液入口。挡板不仅能够防止液体逆流，还能够保证液体能够从进液入口处进入，有效保证液体的输入，从而确保液体流动的稳定性。
用于观察液滴的装置还包括阻挡部件400，阻挡部件400连接支撑部件200，阻挡部件400的承液盘410可在避让第一光线的初始位置和遮挡第一光线的遮挡位置之间运动。当承液盘410位于初始位置时，承液盘410避让第一光线，此时承液盘410避让液滴，液滴无阻碍地沿着第一光线的发光方向滴落在光斑传感器220上。当承液盘410位于遮挡位置时可以理解为，承液盘410位于第一光源发射器110和光斑传感器220之间，承液盘410遮挡第一光线，此时第一光线照射在承液盘410上，第一光线不会照射在光斑传感器220上，液滴会滴落在承液盘410上，从而避免后续液滴会滴落在光斑传感器220上影响在先液滴在光斑传感器220的碰撞实验。
用于观察液滴的装置还包括触发部件500，阻挡部件400通信连接触发部件500，基于触发部件500接收到液滴通过的触发信号达到设定次数，控制承液盘410从初始位置切换至遮挡位置。可以理解的是，液滴滴落一次，就会触发一次触发部件500的触发信号，触发部件500每触发一次信号就以为这液滴滴落一次。当液滴滴落的次数达到设定次数时，控制承液盘410从初始位置切换至遮挡位置，避免后续液滴对在先液滴的影响。
以设定次数是一次为例，当液滴滴落一次(假设此时滴落的液滴为液滴A)，触发一次触发部件500，触发部件500生成一次触发信号，则控制承液盘410从初始位置切换至遮挡位置，此时液滴A已经经过承液盘410的遮挡位置，液滴A会继续向下移动直至滴落在光斑传感器220上，同时，承液盘410移动至遮挡位置，能够避免后续液滴会滴落在光斑传感器220上对液滴A造成影响。
当然，设定次数不局限于一次，也可以是两次，即液滴经过触发部件500两次再控制承液盘410从初始位置切换至遮挡位置。设定次数还可以是三次、四次等，设定次数可根据实际需求进行选择。
触发部件500包括第二光源发射器510和光强感受器520，光强感受器520用于接收第二光源发射器510所发射的第二光线的光信号，第二光源发射器510和光强感受器520分别设置在第一光线的两侧，第二光源发射器510的发光方向与第一光源发射器110的发光方向相交。其中，光强感受器520用于接收第二光源发射器510所发射的第二光线的光信号，当光信号发生变化时输出触发信号。当液滴滴落经过第二光线时，液滴遮挡第二光线的面积会由小变大再变小，对应的，光强感受器520表面光强(即第二光线的光信号)由强到弱再到强，此时光强感受器520发出一次触发信号，光强感受器520接收到一次弱光信号，则发出一次触发信号。可以理解的是，液滴的滴落方向与第一光源发射器110的发光方向相同，第二光源发射器510的发光方向与第一光源发射器110的发光方向相交，液滴和触发部件500的定位简单，能够在开始实验前精准定位液滴滴落的移动路径，确保液滴从第二光线处经过，从而能够保证触发部件500精准地检测到液滴经过次数，保证实验效果。
阻挡部件400还包括旋转控制台420，旋转控制台420的壳体内设置有驱动装置，驱动装置的输出轴430通过悬臂440连接承液盘410，输出轴430转动以带动承液盘410在初始位置和遮挡位置之间转动。可以理解的是，在触发部件500通信连接旋转控制台420，当液滴经过设定次数之后，触发部件500向旋转控制台420发出触发信号，旋转控制台420接收到触发信号后，控制驱动装置的输出轴430转动，从而带动与输出轴430连接的悬臂440转动，悬臂440连接承液盘410，进而带动承液盘410从初始位置转动至遮挡位置。当然，在需要液滴进行实验时，旋转控制台420控制驱动输出轴430转动以带动悬臂440转动，进而带动承液盘410从遮挡位置转动至初始位置。阻挡部件400的结构简单，旋转控制台420能够精确控制承液盘410的位置，使其能够准确在初始位置和遮挡位置之间转动，有助于确保第一光线的避让和遮挡。同时，将驱动装置设置在旋转控制台420的壳体内部，不仅能够节省为驱动装置设置额外的装设空间，阻挡组件的结构紧凑，还可以避免外部环境因素对驱动装置的影响。
在一些实施例中，用于观察液滴的装置还包括移动平台600，阻挡部件400通过移动平台600连接支撑部件200，移动平台600沿支撑部件200的高度方向移动时，可带动阻挡部件400移动，从而调节阻挡部件400所在的高度位置。
当用于观察液滴的装置还包括移动平台600，还可以是液滴注射部件100和阻挡部件400均通过移动平台600连接支撑部件200，移动平台600沿支撑部件200的高度方向移动，以使液滴注射部件100和阻挡部件400同步运动。
采集部件300包括高速相机310和为高速相机310提供背景光源的第三光源发射器320，高速相机310和第三光源发射器320分别设置在载物台210的两侧，高速相机310的底部连接有三轴位移台330，三轴位移台330与光斑传感器220通信连接，三轴位移台330调节高速相机310在水平横向、水平纵向和竖直方向的位置，以使高速相机310对准采集位置。三轴位移台330与光斑传感器220通信连接，当光斑传感器220接收到第一光线照射的光信号时，光斑传感器220就可以定位到第一光线照射的光斑位置(也就是液滴滴落的预定位置)，并将此位置信号发送给三轴位移台330，三轴位移台330控制高速相机310在水平横向、水平纵向和竖直方向的方向上进行精细的调整移动，从而使高速相机310能够运动至对准光斑位置的采集位置。也就是，三轴位移台330可带动高速相机310沿前后、上下、左右方向进行位置调节。高速相机310能够根据液滴滴落位置，进行实时调整，有效提高实验灵活性和实验效率，能够精确对准光斑位置，提高液滴图像采集的精确性。
第三光源发射器320为高速相机310提供背景光源，背景光源可以减少阴影和提高液滴的可见性，能够有效提高液体图像的质量和清晰度，有助于更好地捕捉图像。
光斑传感器220的底部可转动连接多个调节柱221，多个调节柱221用于调节光斑传感器220与载物台210的表面的夹角。可以理解的是，载物台210用于放置光斑传感器220，以载物台210的表面是水平面为例，多个调节柱221用于支撑光斑传感器220，能够调节光斑传感器220与载物台210的表面的夹角，即调节与水平面的夹角，从而适应不同实验对液滴以不同角度碰撞光斑传感器220的角度需求，以满足不同条件下的实验需求，进而无需更换或重新安装光斑传感器220。
当然，夹角可以是0度，此时光斑传感器220的表面为水平面；也可以是大于0度并小于90度，夹角可根据实际需求进行选择。
下面，结合图10，对本发明实施例提供的用于观察液滴的装置进行说明。
如图10所示，搭建测试平台(用于观察液滴的装置)，用于观察液滴的装置主要包括4部分：液滴注射部件100、阻挡部件400、采集部件300和支撑部件200。
液滴注射部件100包括单通道注射泵151，注射泵控制器152、针筒(加液组件130)、针头(液滴喷头120)、z轴电动位移台(移动平台600)组成。注射泵151整体通过螺栓160固定在移动平台600上，注射泵151上需要安装注射器。
注射器的具体结构如图11所示，注射器包括一个带有透光螺杆(搅拌杆140)的针头、螺杆上方的光源装置(第一光源发射器110)、双腔室(腔室即为加液腔132)针筒以及推杆170。
透光螺杆与光源装置接触的一端为平面，另一端为球冠状，可以使光源装置发出的光线通过透光螺杆，并通过球冠汇聚后从针头尖端射出，在光斑传感器220上形成光斑。
当合成液滴需要两种不同液体时，针筒的A、B腔室分别装入组分不同的液体；若液滴为单组分时，A、B腔室内液体相同。注射泵151挤压推杆170将腔室内的液体推入针尖，并通过透光螺杆混合。
阻挡部件400具体设计如图10所示，其组成部分包括激光器(第二光源发射器510)、光强感受器520、旋转控制台420、悬臂440、承液盘410。
阻挡部件400和注射泵151固定在移动平台600上，承液盘410位于针尖下方。激光器发射激光落到光强感受器520上，且激光光路与针尖尖端射出的光线相交。
光强感受器520作为触发器与旋转控制台420连接，光强感受器520表面光强急剧变化时输出激发信号。在初始状态下，激光射到光强感受器520上，光强感受器520无光强变化。承液盘410和针头保持一段距离(此时承液盘410位于初始位置，避让第一光线的发光方向)，即承液盘410不影响针头处发出的光线照射到光斑传感器220上。
液滴在针头处生成并下落时，光强感受器520表面光强由强到弱再到强，此时光强感受器520发出触发信号。旋转控制台420被触发后，控制传动轴旋转一定角度，通过悬臂440带动承液盘410，使得承液盘410旋转到针头的正下方，即针头尖端的垂直投影落在托盘内，防止后续液滴落到光斑传感器220上。
支撑部件200的另一端连接载物台210，载物台210用于支撑被透光材料(如：玻璃)覆盖光斑传感器220。光斑传感器220可以确定落在表面的第一光线的光斑的位置(光斑传感器220接收到第一光线的位置信号)，并向三轴位移台330发出信号。
高速摄像机构(采集部件300)由高速相机310、变焦镜头311、三轴位移台330以及强光源(第三光源发射器320)组成，其中高速相机310收到光强感受器520的信号后开始记录图像。三轴位移台330收到光斑传感器220的信号后开始工作，将相机的焦平面移动到光斑所在位置(也就是，控制采集部件300运动到匹配位置信号的采集位置)。
液滴注射部件100(不包括注射泵控制器152)、阻挡部件400、载物台210和光斑传感器220全部放置于透明箱体700内，防止空气中气流流动对观测过程的干扰。
下面，对本发明实施例的用于观察液滴的装置的测量流程进行说明。
(1)将被测试液体装入针筒，打开液滴喷头120上的第一光源发射器110，使第一光源发射器110发射的第一光线照射在光斑传感上；
(2)打开第二光源发射器510，第二光源发射器510发射的第二光线投射到光强感受器520上，此时承液盘410位置处于初始位置；
(3)调整移动平台600使得液滴喷头120的喷射口1222与光斑传感器220的距离达到指定高度；其中，光斑传感器220表面罩设透光层，透光层可以是玻璃，也可以理解为，调整移动平台600使得液滴喷头120的喷射口1222与玻璃基底(玻璃透光层)的距离达到指定高度；
(4)启动光斑传感器220、第三光源发射器320、高速相机310和三轴位移台330，根据光斑传感器220上的光斑位置使高速相机310移动到采集位置并完成对焦；
(5)启动注射泵151，注射泵151挤压针筒推杆170，将加液腔132内的液体推出，液体从进液口1212进入液滴喷头120，最后再液滴喷头120的喷射口1222处生成液滴并从针头尖端(即喷射口1222)滴落；
(6)液滴经过第二光线，触发光强感受器520，承液盘410从初始位置旋转至遮挡位置，高速相机310开始采集图像。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种测量液体流动性能的方法，其特征在于，包括：
控制液滴从预设高度滴落到基底；
获取所述基底上的液滴密度、尖端最大半径、尖端实时高度、尖端初始高度以及所述液滴开始落在所述基底到测量结束的测试时长；
确定所述液滴的尖端的影响因素包括惯性力和黏性力，且所述惯性力等于所述黏性力，计算得到所述液滴的计算黏度，所述液滴的计算黏度与第一计算系数、所述液滴密度、所述尖端最大半径以及所述尖端初始高度相关，所述第一计算系数等于尖端高度变化值与所述测试时长的比值，其中，所述尖端高度变化值为所述尖端初始高度与所述尖端实时高度的差值。
2.根据权利要求1所述的测量液体流动性能的方法，其特征在于，所述计算得到所述液滴的计算黏度的步骤之前，
控制所述液滴的Weber数大于等于设定阈值；
基于所述Weber数大于等于设定阈值，确定所述液滴的尖端的影响因素包括惯性力和黏性力，且所述惯性力等于所述黏性力。
3.根据权利要求2所述的测量液体流动性能的方法，其特征在于，基于所述惯性力等于所述黏性力，确定所述液滴的计算黏度，所依据的计算公式为：
其中，ρ为液滴密度；
η为计算黏度；
Rn为尖端最大半径；
t为液滴开始落在基底到测试结束的测试时长；
Hmax为尖端实时高度，该高度随测试时长t变化；
求解公式(1)可得：
由公式(2)可得：
其中，ΔHmax为尖端高度变化值，ΔHmax＝H0–Hmax；
H0为液滴滴落在基底时尖端的初始高度；
C1为第一计算系数，其中，
4.根据权利要求2所述的测量液体流动性能的方法，其特征在于，所述预设高度大于等于11.8cm，所述尖端最大半径在0.5mm到1mm之间。
5.根据权利要求1所述的测量液体流动性能的方法，其特征在于，还包括：
控制所述液滴的Weber数小于设定阈值；
基于所述Weber数小于设定阈值，确定所述尖端的影响因素包括黏性力和表面张力，且所述黏性力等于所述表面张力；
所述计算得到所述液滴的计算黏度的步骤之后，
基于所述黏性力等于所述表面张力，确定所述尖端高度变化值的3次幂与所述测试时长的比值为第二计算系数，
通过所述计算黏度、所述第二计算系数以及所述尖端最大半径计算所述表面张力的表面张力系数。
6.根据权利要求5所述的测量液体流动性能的方法，其特征在于，所述基于所述黏性力等于所述表面张力，通过所述计算黏度、所述第二计算系数以及所述尖端最大半径计算所述表面张力的表面张力系数，所依据的计算公式为：
其中，ΔHmax为尖端高度变化值，ΔHmax＝H0–Hmax；H0为液滴滴落在基底时尖端的初始高度；Hmax为尖端实时高度，该高度随测试时长t变化；
Rn为尖端最大半径；
η为计算黏度；
t为液滴开始落在基底到测试结束的测试时长；
表面张力为F＝γRn；
γ为表面张力系数，表示液体表面单位长度直线段上的表面张力；
求解公式(3)可得：
由公式(4)可得，
其中，C2为第二计算系数，其中，
7.根据权利要求5所述的测量液体流动性能的方法，其特征在于，所述预设高度小于8cm，所述尖端最大半径在0.5mm到1mm之间。
8.根据权利要求2至7中任意一项所述的测量液体流动性能的方法，其特征在于，所述Weber数的计算公式为：
其中，We为Weber数；
ρ为液滴密度；
v0为液滴刚滴落在基底时的滴落速度；
V0为液滴体积；
γ为表面张力系数，表示液体表面单位长度直线段上的表面张力；
获取液滴刚滴落在基底时的滴落速度v0和液滴体积V0，通过控制所述滴落速度v0和所述液滴体积V0，调节所述Weber数的数值范围。
9.根据权利要求1至7中任意一项所述的测量液体流动性能的方法，其特征在于，在所述控制液滴从预设高度滴落到基底的步骤中，还包括：
获取所述液滴在容器中流动的流动时长；其中，所述容器用于容纳液体，所述液体在所述容器的开口处形成所述液滴；
获取所述液滴开始滴落到落在所述基底的滴落时长；
确定所述流动时长、所述滴落时长和所述测试时长之和为总时长，所述测试时长远远小于所述总时长。
10.根据权利要求1至7中任意一项所述的测量液体流动性能的方法，其特征在于，确定所述尖端高度变化值与所述测试时长的比值为第一计算系数中，
获取到所述测试时长内的所述尖端初始高度和多个所述尖端实时高度，通过拟合得到所述第一计算系数、所述测试时长与所述尖端高度变化值的线性关系。
11.一种用于观察液滴的装置，其特征在于，用于执行权利要求1至10中任意一项所述的测量液体流动性能的方法，包括：
液滴注射部件，用于产生液滴，所述液滴注射部件包括第一光源发射器，所述液滴的滴落方向与所述第一光源发射器发射的第一光线的发光方向相同；
支撑部件，所述支撑部件的一端连接所述液滴注射部件，所述支撑部件的另一端连接载物台，所述载物台用于支撑光斑传感器；
采集部件，用于获取所述液滴滴落在所述光斑传感器的图像，所述采集部件与所述光斑传感器通信连接；
基于所述光斑传感器接收到所述第一光线的位置信号，控制所述采集部件运动到匹配所述位置信号的采集位置。
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