CN206300871U - 一种界面张力测定仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种界面张力测定仪，包括机箱，所述机箱上设有显示屏、开关键及操作按钮，机箱内设有单片机、打印机、电机等，还包括控制样品台自动升降的升降机构，样品架为中空的圆柱形，且在底面上设置有对样品架进行加热的电加热体，所述电加热体与单片机相连，所述样品架在内壳和外壳之间还设置塑料尼龙保温层；机箱上还设有将铂金环及样品架封闭保护的恒温罩，通过滑动罩与机箱滑动连接。本实用新型提供稳定的检测温度环境，并通过恒温罩与外界空气隔绝，操作更加方便，检测精度高，广泛适用于电力、石油、化工、铁路等行业生产过程与产品中界面张力的测定，具有广泛的推广和实际应用价值。

Description

一种界面张力测定仪

技术领域

本实用新型涉及界面张力测定领域，具体涉及一种界面张力测定仪。

背景技术

界面张力测定仪是一种采用脱离法原理，测出各种液体的界面、表面张力值的仪器，根据铂金环法测量界面张力，即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。

在进行界面张力检测时要求被测量液的温度控制在25℃，由于现有的测量仪器多采用玻璃器皿，玻璃器皿存在降温快，手动温度计检测又存在温度误差，容易导致温度偏离，例如申请号为【201120020899.5】，名称为自动界面张力测定仪的新型专利所公开的技术方案，就存在上述缺陷，而且检测过程中测量仪器易受外部空气流动带来的干扰，造成检测结果不准确，影响检测精度。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有界面张力测定仪被测液体的温度难以控制，且易受外部环境的影响，导致检测结果不准确等缺陷，提出一种界面张力测定仪，在测量液体界面张力时，通过设计恒定的测量环境，有效避免外部环境及温度的影响，提高检测精度。

本实用新型是采用以下的技术方案实现的：一种界面张力测定仪，包括机箱，所述机箱上设有显示屏、开关键及操作按钮，机箱内设有单片机、打印机、电机，所述打印机的打印出口位于显示屏的下方；所述机箱内还设置有杠杆架及杠杆，所述杠杆设在杠杆架的上方，杠杆架的中部前后两侧各设有一块立板，两立板之间固定连接有支撑钢丝，所述支撑钢丝与杠杆垂直并从杠杆的轴心穿过，支撑钢丝与杠杆交接处为杠杆的支点；

所述杠杆架的一端上下相对设置有上位移传感器和下位移传感器，另一端设有限位孔；所述杠杆的一端连接有控制磁铁，另一端连接铂金环，铂金环的下部设有样品台，杠杆上设有铂金环一端穿入限位孔内，另一端位于上位移传感器和下位移传感器之间；所述测定仪还包括控制样品台自动升降的升降机构，样品台上设有样品架，所述样品架为中空的圆柱形，上端开口、底端封闭，在底面上设置有对样品架进行加热的电加热体，所述电加热体与单片机相连，所述样品架包括内壳和外壳两层结构，且在内壳和外壳之间还设置塑料尼龙保温层，检测时通过单片机控制，保证检测液体温度控制在25度左右，以保持检测环境的稳定，提高检测精度，凹陷的样品架具有对样品杯的包裹作用，导热效果好，也有助于对样品杯进行固定；

进一步的，为了提高检测效果，在所述机箱上还设有将铂金环及样品架封闭保护的恒温罩，所述恒温罩包括固定罩及滑动罩，所述滑动罩与固定罩扣合连接，且滑动罩可在检测平台平面上滑动，所述恒温罩采用透明玻璃，检测时将样品器皿放在样品台上，提供恒定的检测环境，也便于观察，具有25度自动温度补偿功能，解决了温度对所测张力值的影响。

进一步的，所述升降机构包括螺纹套、升降螺杆、导向套及电机，所述样品台与螺纹套顶端连接，导向套设在螺纹套的外部，导向套内还设有螺纹套上位置传感器及下位置传感器螺纹套与升降螺杆配合，升降螺杆与电机输出轴连接。当样品台运动到上位置传感器或下位置传感器时，电机由单片机控制自动断电，升降机构使样品台自动升降，平稳、精确性好。

进一步的，所述样品架的底端与样品台连接中心点设置有水平仪，水平仪便于观察待检测样品杯是否处于水平的位置，提高测量精度。

进一步的，所述机箱的底面上还设置有可调底座，用以调节所述界面张力测定仪的水平状态。并通过水平仪观察水平状态。

进一步的，所述铂金环包括环架杆、铂环，环架杆与铂环插接连接，在使用时需要对铂环进行清洗，插接方式可方便铂环的取放，方便设备操作。

进一步的，所述机箱的背面还设有USB接口，在保证测定仪独立工作的同时，也可以通过USB接口与电脑等控制终端连接，实现网络化管理，和上位机通讯、升级程序或将测量数据导入优盘等。

进一步的，所述控制磁铁包括电磁线圈、竖直穿入所述电磁线圈的电磁铁芯。

进一步的，所述杠杆上还设置有可移动配重块，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。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

本实用新型所述的界面张力测定仪对样品架进行设计，通过加热片进行加热以实现稳定的检测环境，用双层保温结构，并进行恒温控制，同时设置恒温罩，在测量前可左右滑动恒温罩至关闭位置，使样品测试部分和外界空气隔绝，整个过程温度控制在25±0.5℃，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，提高测量精度。

仪器灵敏度高、测量张力值精度高、准确度高，智能化程度高；并且所述样品架上的凹陷具有对样品杯的包裹作用，导热效果好，也能对样品杯进行固定，水平仪可以使样品杯处于水平的位置，提高测量精确度；铂金环采用插接方式，可方便铂环的取放，方便设备操作，广泛适用于电力、石油、化工、铁路等行业生产过程与产品中界面张力的测定，具有广泛的推广和实际应用价值。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述界面张力测定仪结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述界面张力测定仪测量原理图；

图3为本实用新型实施例所述恒温罩结构示意图。

具体实施方式

为了能够更加清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。

参考图1、图2，一种界面张力测定仪，包括机箱1，所述机箱1上设有显示屏2、开关键及操作按钮3，机箱1内设有单片机4、打印机5、电机6，所述打印机5的打印出口51位于显示屏2的下方，节省设备空间，提高设备操作灵活性；所述机箱内还设置有杠杆架7及杠杆8，所述杠杆8设在杠杆架7的上方，杠杆架7的中部前后两侧各设有一块立板9，两立板9之间固定连接有支撑钢丝10，所述支撑钢丝10与杠杆8垂直并从杠杆8的轴心穿过，支撑钢丝10与杠杆8交接处为杠杆的支点；所述杠杆架7的一端上下相对设置有上位移传感器71和下位移传感器72，另一端设有限位孔73；所述杠杆8的一端连接有控制磁铁11，所述控制磁铁11包括电磁线圈、竖直穿入所述电磁线圈的电磁铁芯，另一端连接铂金环12，铂金环12的下部设有样品台13，杠杆8上设有铂金环12的一端穿入限位孔内73，另一端位于上位移传感器71和下位移传感器72之间；所述界面张力测定仪还包括控制样品台13自动升降的升降机构14，样品台13上设有样品架15，所述样品架15为中空的圆柱形，上端开口、底端封闭，在底面上设置有对样品架进行加热的电加热体151，所述电加热体151与单片机相连，所述样品架15包括内壳和外壳两层结构，且在内壳和外壳之间还设置塑料尼龙保温层，检测时通过单片机控制，保证检测液体温度控制在25度左右，以保持检测环境的稳定，误差环境不超过0.5摄氏度，有效提高检测精度，设有容纳腔的样品架15具有对样品杯的包裹作用，导热效果好，也有助于对样品杯进行固定。

为了提高检测效果，在所述机箱1上还设有将铂金环及样品架封闭保护的恒温罩16，所述恒温罩16包括固定罩161及滑动罩162，所述滑动罩162与固定罩161扣合连接，且其连接连接处设有橡胶垫，以增加隔热效果，且滑动罩162可在检测平台平面17上滑动，当然，对应的检测平台平面17上设有滑动槽18，所述恒温罩16采用透明玻璃，检测时将样品杯放在样品架15内，提供恒定的检测环境，也便于观察，具有25度自动温度补偿功能，解决了温度对所测张力值的影响。

本实施例中，所述升降机构14包括螺纹套、升降螺杆、导向套及电机，所述样品台与螺纹套顶端连接，导向套设在螺纹套的外部，导向套内还设有螺纹套上位置传感器及下位置传感器螺纹套与升降螺杆配合，升降螺杆与电机6输出轴连接。当样品台13运动到上位置传感器141或下位置传感器142时，电机6由单片机4控制自动断电，升降机构14使样品台14自动升降，平稳、精确性好。

所述样品架15的底端与样品台13连接中心点设置有水平仪17，水平仪17便于观察待检测样品杯是否处于水平的位置，提高测量精度。所述机箱1的底面上还设置有可调底座18，用以调节所述界面张力测定仪的水平状态。并通过水平仪观察水平状态。

在使用时需要对铂环进行清洗，为了方便操作，所述铂金环包括环架杆121、铂环122，环架杆121与铂环122插接连接，插接方式可方便铂环的取放，方便设备操作。进一步的，所述机箱的背面还设有USB接口18，在保证测定仪独立工作的同时，也可以通过USB接口18与电脑等控制终端连接，实现网络化管理，和上位机通讯、升级程序或将测量数据导入优盘等。

所述杠杆上还设置有可移动配重块19，为使称重天平更准确、更精密，可通过调整可移动配重块19使杠杆8端部位于合适的位置范围内，使上位移传感器71和下位移传感器72测得的数据变化更灵敏、更准确。

本实施例中，所述单片机4采用美国进口的XECOM 数据处理芯片，打印机5采用自动热敏式汉字打印机，通过单片机4对显示屏2、功能键3、打印机5、USB接口18、上位移传感器、下位移传感器、控制磁铁、升降装置等进行数据控制，整个过程温度控制在25±0.5℃，仪器灵敏度高、测量张力值精度高、准确度高，智能化程度高；全自动计算功能，还可以实现汉字提示的人- 机对话，对数值能够直接打印。

本实用新型的工作原理是：

如图2所示，首先观察水平仪并调节可调螺栓座使仪器处于水平状态，将洁净的铂金环安装到铂金环接插件上，初次启用或改变使用环境重新工作时应进行可移动配重块校正，点击显示屏的校正按钮，根据菜单提示进行校正，校正的原理为单片机控制控制线圈，使端部处于某个平衡位置，单片机读取下位移传感器和上位移传感器的信号，记录下测得的重量值并和放置的可移动配重块重量进行对比以进行校正，并通过单片机控制检测环境温度为25摄氏度。将盛放有待测液体的样品杯放置在样品架中心位置，通过把手移动恒温罩至关闭位置，点击触摸屏进行检测，通过单片机控制升降机构向上运动至上位置传感器，使铂金环的圆环浸入待测液体内，经过一段时间的静放，单片机控制升降机构缓缓向下运动，使铂金环相对于待测液体缓缓向上移动直至拉脱，铂金环在经过待测液体界面时受到待测液体分子向下的吸引力，单片机检测下位移传感器和上位移传感器的信号，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显示屏上，若用户设置为自动打印，则打印机将测量结果打印出来。拉脱后样品台继续向下移动直至下位置传感器自动停止，测量完成。

本实用新型所述的界面张力测定仪可在非平衡的条件下，测量各种液体表面张力（液—气相界面）及矿物油与水的界面张力（液—液相界面）。该测定仪采用了微处理机技术，自动化程度高，并对检测环境进行设计与改进，操作简单，工作可靠，被测样品注入样品杯后，通过恒温罩提供稳定的检测环境，只要按动启动键，仪器便可自动完成对试样的测量，并能自动根据输入的具体参数计算出被测试样的张力值。大屏幕液晶显示，外型美观，自动化程度高，操作简单，准确度高，重复性好，输入数据参数掉电保存；具有温度修正功能，本实用新型所述的测定仪广泛适用于电力、石油、化工、铁路等行业生产过程与产品中界面张力的测定，具有广泛的推广和实际应用价值。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种界面张力测定仪，包括机箱，所述机箱上设有显示屏、开关键及操作按钮，机箱内设有单片机、打印机、电机，所述打印机的打印出口位于显示屏的下方；所述机箱内还设置有杠杆架及杠杆，所述杠杆设在杠杆架的上方，杠杆架的中部前后两侧各设有一块立板，两立板之间固定连接有支撑钢丝，所述支撑钢丝与杠杆垂直并从杠杆的轴心穿过，支撑钢丝与杠杆交接处为杠杆的支点；

所述杠杆架的一端上下相对设置有上位移传感器和下位移传感器，另一端设有限位孔；所述杠杆的一端连接有控制磁铁，另一端连接铂金环，铂金环的下部设有样品台，杠杆上设有铂金环的一端穿入限位孔内，另一端位于上位移传感器和下位移传感器之间；其特征在于，还包括：

控制样品台自动升降的升降机构，样品台上设有样品架，所述样品架为中空的圆柱形，上端开口、底端封闭，在底面上设置有对样品架进行加热的电加热体，所述电加热体与单片机相连，所述样品架包括内壳和外壳两层结构，且在内壳和外壳之间还设置塑料尼龙保温层；

所述机箱上还设有将铂金环及样品架封闭保护的半圆柱形恒温罩，所述恒温罩的内表面设有隔热层，所述恒温罩包括固定罩及滑动罩，所述滑动罩与固定罩扣合连接，且滑动罩与机箱滑动连接，所述恒温罩采用透明玻璃，所述滑动罩上设有便于打开的把手。

2.根据权利要求1所述的界面张力测定仪，其特征在于，所述升降机构包括螺纹套、升降螺杆、导向套及电机，所述样品台与螺纹套顶端连接，导向套设在螺纹套的外部，导向套内还设有螺纹套上位置传感器及下位置传感器螺纹套与升降螺杆配合，升降螺杆与电机输出轴连接。

3.根据权利要求1所述的界面张力测定仪，其特征在于，所述样品架的底端与样品台连接中心点设置有水平仪。

4.根据权利要求3所述的界面张力测定仪，其特征在于，所述机箱的底面上还设置有可调底座，用以调节所述界面张力测定仪的水平状态。

5.根据权利要求1所述的界面张力测定仪，其特征在于，所述铂金环包括环架杆、铂环，环架杆与铂环插接连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的界面张力测定仪，其特征在于，所述机箱的背面还设有USB接口。

7.根据权利要求6所述的界面张力测定仪，其特征在于，所述控制磁铁包括电磁线圈、竖直穿入所述电磁线圈的电磁铁芯。

8.根据权利要求7所述的界面张力测定仪，其特征在于，所述杠杆上还设置有可移动配重块。