Tensjometr (napięcie powierzchniowe)

W naukach o powierzchni tensjometr jest przyrządem pomiarowym używanym do pomiaru napięcia powierzchniowego ( $γ$ ) cieczy lub powierzchni . Tensjometry są stosowane w laboratoriach badawczo-rozwojowych do określania napięcia powierzchniowego cieczy, takich jak powłoki , lakiery lub kleje . Kolejnym obszarem zastosowań tensjometrów jest monitorowanie przemysłowych procesów produkcyjnych, takich jak czyszczenie części lub galwanizacja .

typy

Goniometr/Tensjometr

goniometru / tensjometru optycznego do pomiaru napięcia powierzchniowego i napięcia międzyfazowego cieczy za pomocą metody wiszącej lub siedzącej kropli. Kropla jest wytwarzana i rejestrowana za pomocą kamery CCD . Profil kropli jest następnie wyodrębniany, a zaawansowane procedury programowe dopasowują teoretyczne równanie Younga-Laplace'a do eksperymentalnego profilu spadku. Napięcie powierzchniowe można następnie obliczyć na podstawie dopasowanych parametrów. W przeciwieństwie do innych metod, ta technika wymaga tylko niewielkiej ilości cieczy, dzięki czemu nadaje się do pomiaru napięć międzyfazowych drogich cieczy.

Tensjometr pierścieniowy Du Noüy

Tensjometr du Noüy

Tensjometr Du Noüy w płynie.

Tensjometr tego typu wykorzystuje platynowy pierścień zanurzony w cieczy. Podczas wyciągania pierścienia z cieczy wymagana siła jest dokładnie mierzona w celu określenia napięcia powierzchniowego cieczy.

Metoda jest dobrze ugruntowana, o czym świadczy szereg norm międzynarodowych, takich jak ASTM D971. Ta metoda jest szeroko stosowana do pomiaru napięcia międzyfazowego między dwiema cieczami, ale należy uważać, aby pierścień platynowy nie był zdeformowany.

Tensjometr płytkowy Wilhelmy'ego

Tensjometr płytkowy Wilhelmy'ego wymaga płytki umożliwiającej kontakt z powierzchnią cieczy. Jest powszechnie uważana za najprostszą i najdokładniejszą metodę pomiaru napięcia powierzchniowego. Ze względu na dużą zwilżoną długość platynowej płytki odczyt napięcia powierzchniowego jest zwykle bardzo stabilny w porównaniu z metodami alternatywnymi. Dodatkową korzyścią jest możliwość wykonania talerzyka Wilhelmy'ego z papieru jednorazowego użytku. W przypadku pomiarów napięcia międzyfazowego należy wziąć pod uwagę wypór sondy, co komplikuje pomiar.

Metoda Du Noüy-Padday

Ta metoda wykorzystuje pręt, który jest zanurzany w cieczy testowej. Pręt jest następnie wyciągany z cieczy i dokładnie mierzona jest siła potrzebna do wyciągnięcia pręta. Metoda nie jest znormalizowana, ale czasami jest używana. Tensjometr prętowy Du Noüy-Padday szybko wykona pomiary i będzie działał z cieczami o szerokim zakresie lepkości. Napięć międzyfazowych nie można zmierzyć.

Tensjometr ciśnienia pęcherzyków

Metoda ciśnienia pęcherzykowego do pomiaru dynamicznego napięcia powierzchniowego cieczy

Dzięki wewnętrznym siłom przyciągania cieczy, pęcherzyki powietrza w cieczy są ściskane. Wynikowe ciśnienie (ciśnienie pęcherzyków) rośnie wraz ze zmniejszającym się promieniem pęcherzyków. Metoda ciśnienia pęcherzyków wykorzystuje to ciśnienie, które jest wyższe niż w otaczającym środowisku (woda). Strumień gazu jest pompowany do kapilary zanurzonej w płynie. Powstały pęcherzyk na końcu końcówki kapilary stale powiększa swoją powierzchnię; w ten sposób promień pęcherzyka maleje.

Ciśnienie wzrasta do maksymalnego poziomu. W tym momencie pęcherzyk osiągnął swój najmniejszy promień (promień kapilarny) i zaczyna formować półkulę. Powyżej tego punktu pęcherzyk szybko się powiększa i wkrótce pęka, odrywając się od kapilary, umożliwiając w ten sposób rozwój nowego pęcherzyka na końcu kapilary. Podczas tego procesu powstaje charakterystyczny wzór ciśnienia (patrz rysunek), który jest oceniany w celu określenia napięcia powierzchniowego.

Ze względu na łatwą obsługę i niewielki wysiłek związany z czyszczeniem kapilary, tensjometry ciśnienia pęcherzyków są powszechną alternatywą do monitorowania stężenia detergentu w procesach czyszczenia lub galwanizacji.

Zobacz też

Linki zewnętrzne

Media związane z Tensjometrem (napięcie powierzchniowe) w Wikimedia Commons