表面張力儀是一種用于精確測(cè)量液體表面張力的專業(yè)儀器,在眾多科研和工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著不可少的作用。從工作原理來(lái)看,常見(jiàn)的主要基于力法或光學(xué)法。力法中,鉑金板法應(yīng)用廣泛,將鉑金板浸入待測(cè)液體,液體表面張力會(huì)使鉑金板受到一個(gè)向上的拉力,通過(guò)高精度的傳感器測(cè)量這個(gè)拉力大小,再結(jié)合已知的鉑金板參數(shù),就能準(zhǔn)確計(jì)算出液體的表面張力。光學(xué)法則是利用液體表面張力變化引起的液面形狀改變,如液滴的形狀、液面的彎曲程度等,通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)捕捉這些變化并進(jìn)行分析,從而得出表面張力數(shù)值。
一、安裝環(huán)境要求
穩(wěn)定的工作臺(tái):
選擇堅(jiān)固、防震的實(shí)驗(yàn)臺(tái)或?qū)S弥Ъ?,避免放置在通風(fēng)櫥、離心機(jī)、泵等有振動(dòng)的設(shè)備附近。
臺(tái)面應(yīng)水平、平整,能承受儀器重量。
環(huán)境條件:
溫度:室溫應(yīng)穩(wěn)定,建議在20–25°C范圍內(nèi),避免陽(yáng)光直射和空調(diào)出風(fēng)口直吹。溫度波動(dòng)應(yīng)小于±1°C/h。
濕度:相對(duì)濕度建議30%–70%,避免過(guò)高濕度導(dǎo)致電路問(wèn)題或過(guò)低濕度產(chǎn)生靜電。
無(wú)氣流:避免風(fēng)扇、通風(fēng)系統(tǒng)或人員走動(dòng)引起的空氣流動(dòng),防止液面擾動(dòng)。
無(wú)強(qiáng)電磁干擾:遠(yuǎn)離大型電機(jī)、變壓器、無(wú)線設(shè)備等。
空間要求:
儀器周圍預(yù)留足夠空間(建議前后左右各15–20cm),便于操作、維護(hù)和散熱。
二、儀器開(kāi)箱與檢查
開(kāi)箱:
在干凈、寬敞的區(qū)域開(kāi)箱,小心取出儀器及附件。
核對(duì)裝箱清單,確認(rèn)主機(jī)、電源線、白金板/環(huán)、樣品皿(燒杯)、鑷子、清潔用品(如丙酮、乙醇)、校準(zhǔn)砝碼(如適用)等齊全。
外觀檢查:
檢查儀器外殼、顯示屏、升降臂、傳感器等是否有運(yùn)輸損傷。
重點(diǎn)檢查白金板或白金環(huán):確保其表面光潔、無(wú)劃痕、無(wú)變形、無(wú)油污。白金環(huán)應(yīng)呈完m圓形,懸掛對(duì)稱。
三、機(jī)械安裝與放置
放置儀器:
將主機(jī)平穩(wěn)放置在工作臺(tái)上,調(diào)整底部水平調(diào)節(jié)腳,使用高精度水平儀(通常儀器自帶氣泡水平儀)確保儀器前后、左右均處于水平狀態(tài)。這是保證測(cè)量精度的關(guān)鍵步驟。
安裝樣品臺(tái)(如可調(diào)):
將樣品皿(通常為玻璃燒杯)放置在樣品臺(tái)上,確保其穩(wěn)固。
安裝傳感器與測(cè)量探頭:
白金板法:使用專用鑷子將白金板垂直夾緊在傳感器下方的夾具上,確保板面與液面平行,且邊緣鋒利。
白金環(huán)法:將白金環(huán)掛在傳感器下方的掛鉤上,確保環(huán)面水平,無(wú)扭曲。
注意:操作時(shí)嚴(yán)禁用手直接觸摸白金板/環(huán)表面,以免油脂污染。
四、電氣連接
電源連接:
將電源線一端插入儀器電源接口,另一端插入接地良好的三孔插座(AC 100–240V,50/60Hz)。
確保電源電壓與儀器要求一致。
計(jì)算機(jī)連接(如適用):
使用USB線或網(wǎng)線將儀器連接到電腦,安裝并運(yùn)行配套的數(shù)據(jù)采集與分析軟件。
五、開(kāi)機(jī)與初始設(shè)置
開(kāi)機(jī)預(yù)熱:
接通電源,開(kāi)啟儀器。建議預(yù)熱30分鐘以上,使傳感器和電子系統(tǒng)達(dá)到熱平衡,保證測(cè)量穩(wěn)定性。
軟件啟動(dòng)(如適用):
打開(kāi)電腦上的控制軟件,建立通信連接。
零點(diǎn)校準(zhǔn)(歸零):
確保測(cè)量探頭(白金板/環(huán))潔凈且未接觸任何物體。
在軟件或儀器面板上執(zhí)行“清零”或“歸零”操作,將當(dāng)前傳感器讀數(shù)設(shè)為零點(diǎn)。
驗(yàn)證校準(zhǔn)(推薦):
使用標(biāo)準(zhǔn)液體(如25°C時(shí)純水的表面張力為71.97 mN/m,乙醇為22.39 mN/m)進(jìn)行測(cè)量,驗(yàn)證儀器準(zhǔn)確性。
若偏差較大,可能需要進(jìn)行儀器校準(zhǔn)(使用標(biāo)準(zhǔn)砝碼對(duì)傳感器進(jìn)行力值校準(zhǔn),詳見(jiàn)說(shuō)明書)。
六、探頭清潔與維護(hù)
每次測(cè)量前后都必須清潔白金板/環(huán):
用中性洗滌劑清洗。
用去離子水徹d沖洗。
用丙酮或乙醇浸泡并擦拭,去除有機(jī)殘留。
用熱吹風(fēng)或烘箱低溫烘干。
定期檢查探頭是否變形或污染,必要時(shí)更換。
