CN209927670U - 一种最大气泡压力法测定表面张力的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种最大气泡压力法测定表面张力的装置，涉及化学试验装置领域，包括支架试管，支架试管内插入毛细管，支架试管上部与数字压力计连接，数字压力计与滴液漏斗密封连接，滴液漏斗下部设置第二烧杯，支架试管外部设置隔热层，隔热层为真空设置，隔热层的底部表面设置温度传感器，支架试管下部设置第一烧杯，第一烧杯外部设置加热装置，本实用新型还包括PLC控制器、加热装置、温度传感器和接触传感器，接触传感器上设置报警器，数字压力计上设置计时器。本实用新型能够解决现有技术中最大气泡压力法测定溶液表面张力的试验装置价格昂贵、结构复杂、操作难度较高和易导致试验数据不准确甚至导致试验失败的问题。

Description

一种最大气泡压力法测定表面张力的装置

技术领域

本实用新型涉及化学试验装置领域，尤其涉及一种最大气泡压力法测定表面张力的装置。

背景技术

现有的最大气泡压力法测定溶液表面张力的试验装置一般在支架试管下部设置一个烧杯，在烧杯内加入热水，再将支架试管的底部浸没在热水内以保持恒温，然而，由于热量的散失，烧杯内的热水并不能总保持恒温，尤其是在冬天，热量散失速度变快，烧杯内热水温度降低很快。申请号为CN201821204641.9的实用新型文件公开了一种最大气泡压力法测溶液表面张力改进试验用装置，该文件公开了一种恒温槽，然而并未公开该恒温槽的具体结构。市售的恒温槽均价在3000元以上，价格较高，结构较为复杂，操作难度较高。学校的化学试验室一般配备数十台最大气泡压力法测定溶液表面张力的试验装置，如果每台试验装置配设一个这样的恒温槽显然不太现实。

使用最大气泡压力法测定溶液表面张力时，需要保证毛细管的气泡溢出速度为每隔5-10s溢出1个气泡，试验时这个间隔时间一般靠人为估计，由于人为估计的粗略性和不稳定性，导致间隔时间估计错误，从而导致试验失败。

使用最大气泡压力法测定溶液表面张力时，需要保证毛细管的底部与支架试管内的液面相切设置。当毛细管的底部浸入支架试管内的液面时，毛细管溢出的气泡速度会加快，气泡体积会变小。这个相切设置一般靠肉眼来观察，由于肉眼观察的粗略性和不稳定性，导致不能准确判断是否相切，从而影响试验数据的准确性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种最大气泡压力法测定表面张力的装置，解决现有技术中最大气泡压力法测定溶液表面张力的试验装置价格昂贵、结构复杂、操作难度较高和易导致试验数据不准确甚至导致试验失败的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种最大气泡压力法测定表面张力的装置，包括支架试管，支架试管内插入毛细管，所述支架试管与毛细管连接处密封设置，支架试管上部与数字压力计连接，数字压力计与滴液漏斗密封连接，滴液漏斗下部设置第二烧杯，所述支架试管外部设置隔热层，所述隔热层为真空设置，隔热层的底部表面设置温度传感器，支架试管下部设置第一烧杯，第一烧杯外部设置加热装置，所述最大气泡压力法测定溶液表面张力的试验装置还包括PLC控制器，所述PLC控制器与加热装置和温度传感器电性连接，所述毛细管底部一侧设置接触传感器，所述接触传感器上设置报警器，接触传感器下部设置接触探头且接触探头的最低点与毛细管的最低点等高，所述数字压力计上设置计时器。

进一步地，所述支架试管上部内嵌有活塞，所述活塞为橡胶材质，毛细管从活塞中间位置的通孔中穿过，所述毛细管与活塞连接处通过凡士林密封。

进一步地，所述支架试管上部通过第一导管与数字压力计连接。

进一步地，所述滴液漏斗通过第二导管与数字压力计连接。

进一步地，所述隔热层的外表面为透明玻璃材质。

进一步地，所述数字压力计上还设置有显示屏。

进一步地，所述加热装置为硅橡胶加热带。

进一步地，所述硅橡胶加热带的数量为八条且互相平行设置，硅橡胶加热带之间的电性连接方式为并联连接。

本实用新型具有如下有益效果：

1.由于设置了隔热层、PLC控制器、温度传感器和八条互相并联的硅橡胶加热带，所以隔热层能够减缓支架试管内部热量的散失，PLC控制器能够通过温度传感器传递的温度数据控制八条互相并联的硅橡胶加热带的通断，保证试验所需的恒温条件。该设置成本较低、结构简单且易于操作。

2.由于在数字压力计上设置了计时装置，所以能够精确测量气泡溢出的间隔时间，保证试验数据的准确性。

3.由于设置了接触传感器，接触传感器上设置报警器，接触传感器下部设置接触探头且接触探头的最低点与毛细管的最低点等高，所以当毛细管底部与液面相切时，接触探头也恰好与液面接触，报警器发出报警，试验操作人员停止毛细管的继续伸入，保证毛细管底部与液面相切，同时也保证了试验数据的准确性。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为毛细管底部结构示意图。

具体实施方式

如图1和2所示，一种最大气泡压力法测定表面张力的装置，包括支架试管2，支架试管2内插入毛细管1，所述支架试管2与毛细管1连接处密封设置，支架试管2上部与数字压力计5连接，数字压力计5与滴液漏斗6密封连接，滴液漏斗6下部设置第二烧杯7，其特征在于：所述支架试管2外部设置隔热层21，所述隔热层21为真空设置，隔热层21的底部表面设置温度传感器22，支架试管2下部设置第一烧杯3，第一烧杯3外部设置加热装置31，所述最大气泡压力法测定溶液表面张力的试验装置还包括PLC控制器4，所述PLC控制器4与加热装置31和温度传感器22电性连接，所述毛细管1底部一侧设置接触传感器11，所述接触传感器11上设置报警器111，接触传感器11下部设置接触探头112且接触探头112的最低点与毛细管1的最低点等高，所述数字压力计5上设置计时器52。

隔热层21能够减缓支架试管2内部热量的散失，PLC控制器4能够通过温度传感器22传递的温度数据控制加热装置31的开启和关闭，保证试验所需的恒温条件。

所述支架试管2上部内嵌有活塞23，所述活塞23为橡胶材质，毛细管1从活塞23中间位置的通孔中穿过，所述毛细管1与活塞23连接处通过凡士林密封。

橡胶材质的活塞23和凡士林的配合能够保证试验装置的气密性。

所述支架试管2上部通过第一导管24与数字压力计5连接。

所述滴液漏斗6通过第二导管61与数字压力计5连接。

所述隔热层21的外表面为透明玻璃材质。

将隔热层21的外表面设置为透明玻璃材质能够便于试验者观察支架试管内的试验现象。

所述数字压力计5上还设置有显示屏51。

显示屏51用于显示数字压力计5所检测到的压强值数据。

所述加热装置31为硅橡胶加热带。

硅橡胶加热带加热温和、加热过程中不使用明火便于控制且成本较为低廉，是优选的加热装置。

所述硅橡胶加热带的数量为八条且互相平行设置，硅橡胶加热带之间的电性连接方式为并联连接。

并联连接的设置使得PLC控制器4能够根据需要选择其中一条或几条硅橡胶加热带的通断，从而达到最佳的加热效果。

试验操作者使用本实用新型的试验装置进行试验时，按照以下步骤进行试验：洗净玻璃仪器并对其做干燥处理，将各试验器材连接好，接通数字压力计电源，在支架试管2和滴液漏斗6中加入蒸馏水，保持毛细管1的下端较深地浸没在水中。打开滴液漏斗6的阀门，使滴液漏斗6内的压力下降。当数字压力计5上能够读出某个稳定的压力差时，关闭滴液漏斗6的阀门。如果数字压力计5的读数值在2-3分钟内不发生变化，说明试验装置气密性完好。

开始试验：在第一烧杯3内倒入温度为25℃的热水，预热数字压力计5二十五分钟，测定毛细管常数K。用待测溶液洗涤毛细管1和支架试管2三次，将适量待测溶液放入支架试管2中并将毛细管1重新缓慢插入支架试管2，当毛细管1底部与待测溶液的液面相切时，接触传感器11下部设置的接触探头112与液面接触，报警器111发出报警，此时试验者停止毛细管1的伸入，毛细管1的底部与液面相切。

试验者打开滴液漏斗6并控制滴液速度，通过数字压力计5上的计时器52观察气泡溢出的间隔时间，保证每隔5-10s溢出1个气泡，从而保证试验数据的准确性。

在试验过程中，隔热层21减缓支架试管2内的热量散失，温度传感器22测量支架试管2底部的温度并将数据传递给PLC控制器4，当温度下降时，PLC控制器4控制硅橡胶加热带中的一条或几条导通。当温度重新回升至初始温度时，PLC控制器4控制硅橡胶加热带停止加热。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但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，在本实用新型的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种最大气泡压力法测定表面张力的装置，包括支架试管（2），支架试管（2）内插入毛细管（1），所述支架试管（2）与毛细管（1）连接处密封设置，支架试管（2）上部与数字压力计（5）连接，数字压力计（5）与滴液漏斗（6）密封连接，滴液漏斗（6）下部设置第二烧杯（7），其特征在于：所述支架试管（2）外部设置隔热层（21），所述隔热层（21）为真空设置，隔热层（21）的底部表面设置温度传感器（22），支架试管（2）下部设置第一烧杯（3），第一烧杯（3）外部设置加热装置（31），所述最大气泡压力法测定溶液表面张力的试验装置还包括PLC控制器（4），所述PLC控制器（4）与加热装置（31）和温度传感器（22）电性连接，所述毛细管（1）底部一侧设置接触传感器（11），所述接触传感器（11）上设置报警器（111），接触传感器（11）下部设置接触探头（112）且接触探头（112）的最低点与毛细管（1）的最低点等高，所述数字压力计（5）上设置计时器（52）。

2.如权利要求1所述的一种最大气泡压力法测定表面张力的装置，其特征在于：所述支架试管（2）上部内嵌有活塞（23），所述活塞（23）为橡胶材质，毛细管（1）从活塞（23）中间位置的通孔中穿过，所述毛细管（1）与活塞（23）连接处通过凡士林密封。

3.如权利要求1所述的一种最大气泡压力法测定表面张力的装置，其特征在于：所述支架试管（2）上部通过第一导管（24）与数字压力计（5）连接。

4.如权利要求1所述的一种最大气泡压力法测定表面张力的装置，其特征在于：所述滴液漏斗（6）通过第二导管（61）与数字压力计（5）连接。

5.如权利要求1所述的一种最大气泡压力法测定表面张力的装置，其特征在于：所述隔热层（21）的外表面为透明玻璃材质。

6.如权利要求1所述的一种最大气泡压力法测定表面张力的装置，其特征在于：所述数字压力计（5）上还设置有显示屏（51）。

7.如权利要求1所述的一种最大气泡压力法测定表面张力的装置，其特征在于：所述加热装置（31）为硅橡胶加热带。

8.如权利要求7所述的一种最大气泡压力法测定表面张力的装置，其特征在于：所述硅橡胶加热带的数量为八条且互相平行设置，硅橡胶加热带之间的电性连接方式为并联连接。

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