CN205262911U - 一种带测量值数据分析的恒温自动张力测定仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带测量值数据分析的恒温自动张力测定仪，主要包括保护罩、铂金环、样品皿、样品台、恒温杯、自动升降机构、触摸式显示屏、微型打印机、可调螺栓座、开关、电源、电路板、水平仪、电磁线圈及铁芯、支撑钢丝、称重位移传感器、杠杆、配重块；自动升降机构上固定有样品台，被测样品盛放于样品皿内，样品台在恒温杯内恒温，电磁线圈、称重位移传感器、USB接口、打印机通过信号线和电路板相连。该仪器在测量前可关闭保护罩使样品和外界隔绝，避免外部气流干扰测量，在测量时恒温装置使样品温度控制在25±1℃，使测量结果稳定、测量数据精度高，在测量后可将选定的多个测量值以曲线的形式显示出来并计算算数平均值及重复性。

Description

一种带测量值数据分析的恒温自动张力测定仪

技术领域

本实用新型具体涉及一种带测量值数据分析的恒温自动张力测定仪，属于张力测定领域。

背景技术

铂金环法测量界面张力是通过一个水平的铂金环浸入界面张力较高的液体内，然后慢慢向上提升铂金环，使分界面相对而言下降并最终与铂金环分离，该过程测得的最高值即为界面张力值。铂金板法测量界面张力是将铂金板浸入到被测液体后，液体的表面张力会将铂金板尽量地往下拉。当液体表面张力与其他力达到均衡时，与铂金板联接的张力测量装置测得的最高平衡值即为表面张力值。

公开号为CN202075199U，授权公告日为2011年12月14日，名称为一种液体铂金环法表面/界面张力仪的中国实用新型专利，公开了一种采用带有水循环的玻璃恒温杯进行样品恒温，测量步骤简化、测量精确度高的界面张力测定仪，该专利存在的问题是需要外配恒温水槽、未考虑外部空气流动带来的影响，无法达到更进一步的检测值精确度，另外，该专利在多次测量同一样品时未提供测量值数据分析功能，需要手工计算算数平均值及重复性。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种带测量值数据分析的恒温自动张力测定仪，该仪器采用铂金环法，在测量前可移动保护罩至关闭位置使样品测试部分和外界隔绝，避免外部流动的空气干扰测量，减少测量时样品的温度变化速率，防止薄膜破裂时液体向外飞溅，而且，恒温装置在整个过程中使样品温度控制在25±1℃，提高测量精度，另外，该专利在测量过程中将当前测量值以曲线的形式显示出来，曲线的最高点即为界面张力值，在多次测量同一样品后具有测量值数据分析功能，可将用户选择的测量张力值以曲线的形式显示出来，根据用户的选择自动计算算数平均值及重复性。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种带测量值数据分析的恒温自动张力测定仪，所述测定仪包括：机箱、保护罩、铂金环、样品皿、样品台、恒温杯、自动升降机构、触摸式显示屏、微型打印机、可调螺栓座、开关、电源、水平仪、电路板、电磁线圈、电磁铁芯、支撑钢丝、称重下位移传感器、端部、称重上位移传感器、杠杆、可移动配重块；保护罩位于其上部和下部的圆形轨道内，所述测定仪的底部机壳上固定有自动升降机构，自动升降机构上固定有样品台，样品台最低点在恒温杯内，样品皿放置在样品台上，电磁线圈和称重下位移传感器、称重上位移传感器通过数据线和电路板相连，电路板连接电源、开关和微型打印机，电源连接开关。

为避免外部气流干扰测量，减少测量时样品的温度变化速率，防止薄膜破裂时液体向外飞溅，可通过把手移动保护罩至最右边关闭位置，将样品皿所在空间密闭。

为使整个过程中使样品温度控制在25±1℃，所述恒温杯下部由温度传感器、加热片、制冷片和散热风扇构成，电路板通过温度传感器检测温度并控制加热片、制冷片和散热风扇工作使温度控制在25±1℃，另外恒温杯、自动升降机构所在区域通过隔板和电源等隔开，恒温杯所在区域两侧和下部机壳上设有通风格栅便于散热。

为使称重天平更准确、更精密，可通过调整可移动配重块使杠杆端部位于合适的位置范围内，使称重上位移传感器和下位移传感器测得的数据变化更灵敏、更准确。

为使平台升降更平稳、控制方便，所述的自动升降机构由螺纹套、升降螺杆、导向套、电机、平台和限位开关构成，平台运动到上限位开关或下限位开关时，限位开关自动断开电机电压，使平台停止。

为方便用户校正，在所述测定仪的菜单内设置有校正菜单，用户通过不同等级的标准砝码进行仪器校正以使测量结果更准确。

为方便用户直观地分析测量值及计算，所述的测定仪在测量过程中将当前测量值以曲线的形式显示出来，曲线的最高点即为界面张力值，在多次测量同一样品后具有测量值数据分析功能，可将用户选择的测量张力值以曲线的形式显示出来，根据用户的选择自动计算算数平均值及重复性。

为方便用户在计算机上分析测量值，所述的测定仪通过USB接口与计算机或优盘相连，将测量数据以文本形式导出。

由于采用了以上技术方案，本实用新型可全面提高界面张力测量值的精度，可将用户选择的测量值以曲线的形式显示出来并自动计算算数平均值及重复性，实现智能化程度高、全自动操作、中文或英文可选的人机交互界面、仪器校正便捷，具有较高的推广价值。

附图说明

图1为本实用新型带测量值数据分析的恒温自动张力测定仪的结构示意图。

图2是本实用新型的保护罩的俯视剖面示意图。

图3是本实用新型的恒温杯的正视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

见图1、图2、图3，一种带测量值数据分析的恒温自动张力测定仪，主要结构有机箱1、保护罩2、铂金环4、样品皿5、样品台6、恒温杯7、自动升降机构8、触摸式显示屏9、微型打印机10、可调螺栓座11、开关12、电源13、水平仪14、电路板15、电磁线圈16、电磁铁芯17、支撑钢丝18、称重下位移传感器19、端部20、称重上位移传感器21、杠杆22、可移动配重块24；保护罩2位于其上部和下部的圆形轨道内，底部机壳上固定有自动升降机构8，自动升降机构8上固定有样品台6，样品台6起始最低点位于恒温杯7内，样品皿5放置在样品台6上，被测样品盛放于样品皿5内，电磁线圈16和称重下位移传感器19、称重上位移传感器21通过数据线和电路板15相连，电路板15连接有电源13、开关12和微型打印机10，电源13连接有开关12。

保护罩2，用于测量时使其内侧密闭，避免外部流动的空气干扰测量，减少测量时样品的温度变化速率，防止薄膜破裂时液体向外飞溅。

铂金环接插件3，上部挂钩挂于杠杆22的前端，下部用于安装连接铂金环4。

铂金环4，是由细铂丝制成的一个周长为40或60毫米圆度较好的圆环，并用同样的细铂丝焊于圆环上，圆环的周长、圆环的直径和所用铂丝直径的直径比已知。

样品皿5，用于盛放被测液体。

样品台6，固定在自动升降机构8移动推杆上，随着推杆上下运动，用于放置样品皿5。

恒温杯7，固定在自动升降机构8上部机壳上，由温度传感器29、加热片30、制冷片31和散热风扇32构成，电路板15通过温度传感器29检测温度并控制加热片30、制冷片31和散热风扇32工作使温度控制在25±1℃。

自动升降机构8，固定于所述底部平面上，用于固定支撑样品台6。

触摸式显示屏9，用于显示人机对话界面，向电路板15返回触摸按键信息、数据信息。

微型打印机10，用于接收电路板15打印信息，将测量信息打印出来。

可调螺栓座11，用于调节所述测定仪的水平状态，通过水平仪14观察水平状态。

开关12，自带USB接口，用于打开、关闭所述测定仪的电源、和上位机通讯、升级程序或将测量数据导入优盘。

电路板15，设置有单片机和控制部件，单片机内植入有软件，电路板15控制电磁线圈16、自动升降机构8、触摸式显示屏9和微型打印机10，电路板15测量称重下位移传感器19和称重上位移传感器21的电信号并计算测量结果。

电磁线圈16，用于接收电路板15的控制信号以改变产生的电磁场，电磁场的改变影响电磁铁芯17受到的电磁引力，从而使电磁铁芯17带动杠杆做微小的上、下移动。

测量称重下位移传感器19和称重上位移传感器21，用于检测端部20的位移并通过信号线将测量结果发送给电路板15。

杠杆架25，用于固定称重下位移传感器19和称重上位移传感器21，在杠杆架25中部两侧有立板23，两立板之间固定有支撑钢丝18，支撑钢丝18支撑着杠杆22。

杠杆限位孔26，用于限制杠杆22的移动，防止杠杆22移动范围过大使端部20、称重下位移传感器19和称重上位移传感器21受到损害。

把手27，位于罩体28右部中间位置，通过把手27使保护罩2沿圆形轨道移动至关闭或打开位置。

本实用新型的工作原理是：

如图1、图2、图3所示，首先观察水平仪14并调节可调螺栓座11使仪器处于水平状态，将洁净的铂金环4安装到铂金环接插件3上，初次启用或改变使用环境重新工作时应进行砝码校正，点击触摸式显示屏9的砝码校正按钮，根据菜单提示进行校正，校正的原理为电路板15控制电磁线圈16，使端部20处于某个平衡位置，电路板15读取称重下位移传感器19和称重上位移传感器21的信号，记录下测得的重量值并和放置的标准砝码重量进行对比以进行校正。将盛放有待测液体的样品皿5放置在样品台6中心位置，通过把手27移动保护罩2至关闭位置，点击触摸式显示屏9的开始测试按钮，电路板15控制自动升降机构8向上运动至上限位，使铂金环4的圆环浸入待测液体内，经过一段时间的静放，电路板15控制自动升降机构8缓缓向下运动，使铂金环4相对于待测液体缓缓向上移动直至拉脱，铂金环4在经过待测液体界面时受到待测液体分子向下的吸引力，电路板15检测称重下位移传感器19和称重上位移传感器21的信号，记录下测得的重量值并做数据处理，计算得出破膜值和张力值结果，将测量结果存储并显示在触摸式显示屏9上，若用户设置为自动打印，电路板15控制微型打印机10将测量结果打印出来。拉脱后样品台6继续向下移动直至下限位自动停止，测量完成。

测量值数据分析原理是：

所述的测定仪在测量过程中将当前测量值以曲线的形式显示出来，横轴坐标为时间，纵轴坐标为仪表实时测得的铂金环受到的拉力对应的张力值，曲线的最高点即为界面张力值；用户对同一样品检测数次后，点击触摸式显示屏9的曲线分析按钮，仪器默认将最新的10个测量值以曲线的形式表示出来，横轴坐标为按时间排序的测量编号，纵轴坐标为该测量编号对应的测量值，如需选择其他测量值，可点击选择数据按钮根据菜单提示选择需要的测量值。点击触摸式显示屏9的数据分析按钮，仪器默认从最新数据开始，将相邻的两个测量张力值为一组，计算其算数平均值及重复性，然后将前五组数据的测量值、算数平均值和重复性以列表的形式显示在触摸式显示屏9上供用户查看，如需选择其他测量值，可点击选择数据按钮根据菜单提示选择需要的测量值。

综上所述，本实用新型提供一种带测量值数据分析的恒温自动张力测定仪，该仪器在测量前可移动保护罩至关闭位置使样品测试部分和外界隔绝，避免外部流动的空气干扰测量，减少测量时样品的温度变化速率，防止薄膜破裂时液体向外飞溅，在测量过程中，该仪器将当前测量值以曲线的形式显示出来，曲线的最高点即为界面张力值，方便用户观看，而且，恒温杯使温度控制在25±1℃，使检测数据稳定、测量数据精度高，在多次测量同一样品后具有测量值数据分析功能，可将用户选择的测量张力值以曲线的形式显示出来，根据用户的选择自动计算算数平均值及重复性，该仪器还有便捷的仪器校正、数据存储及查看、错误自动诊断等功能。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若对本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其同等技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种带测量值数据分析的恒温自动张力测定仪，其特征在于，所述测定仪包括：机箱、保护罩、铂金环、样品皿、样品台、恒温杯、自动升降机构、触摸式显示屏、微型打印机、可调螺栓座、开关、电源、水平仪、电路板、电磁线圈、电磁铁芯、支撑钢丝、称重下位移传感器、端部、称重上位移传感器、杠杆、可移动配重块；保护罩位于其上部和下部的圆形轨道内，所述测定仪的底部机壳上固定有自动升降机构，自动升降机构上固定有样品台，样品台最低点在恒温杯内，样品皿放置在样品台上，电磁线圈和称重下位移传感器、称重上位移传感器通过数据线和电路板相连，电路板连接电源、开关和微型打印机，电源连接开关。

2.根据权利要求1所述的一种带测量值数据分析的恒温自动张力测定仪，其特征在于，所述的自动升降机构由螺纹套、升降螺杆、导向套、电机、平台和限位开关构成，所述样品台运动到上限位开关或下限位开关时，限位开关自动断开电机电压，使样品台停止。

3.根据权利要求1所述的一种带测量值数据分析的恒温自动张力测定仪，其特征在于，所述的保护罩为透明或半透明圆柱形，需要关闭时沿圆形轨道移动使其内侧密闭。

4.根据权利要求1所述的一种带测量值数据分析的恒温自动张力测定仪，其特征在于，所述的恒温杯下部由温度传感器、加热片、制冷片和散热风扇构成，电路板通过温度传感器检测温度并控制加热片、制冷片和散热风扇工作使温度控制在25±1℃。

5.根据权利要求1所述的一种带测量值数据分析的恒温自动张力测定仪，其特征在于，所述可调螺栓座调节所述测定仪的水平状态，通过所述水平仪观察水平状态。

6.根据权利要求1所述的一种带测量值数据分析的恒温自动张力测定仪，其特征在于，

所述测定仪进一步包括杠杆架，其固定称重下位移传感器和称重上位移传感器，在杠杆架中部两侧有立板，两立板之间固定有所述支撑钢丝，支撑钢丝支撑着所述杠杆。

7.根据权利要求6所述的一种带测量值数据分析的恒温自动张力测定仪，其特征在于，所述杠杆架具有杠杆限位孔，用于限制杠杆的移动。

8.根据权利要求1所述的一种带测量值数据分析的恒温自动张力测定仪，其特征在于，所述的电路板上设置有单片机，所述单片机通过开关所带的USB接口和上位机通讯、升级程序或将测量数据导入优盘。

9.根据权利要求1所述的一种带测量值数据分析的恒温自动张力测定仪，其特征在于，所述保护罩具有把手，通过把手使保护罩沿圆形轨道移动至关闭或打开位置。