吴易伟

(株洲九方装备股份有限公司,湖南株洲 430200)

1 引言

表面张力是常温的基本物理属性,在许多方面反映了常温液体的性质,研究常温液体的表面张力快速检测方法,对于人们日常的生产生活有重要的意义[1～4]。迅速地检测出常温液体的表面张力及其变化,可以快速地得出液体情况,例如牛奶是否变质等。液体表面张力检测正在引起人们的重视,经过科研工作者多年研究与实践,检测方法较为完善并为人们所掌握。但随着科学技术的不断进步,对各类材料的性能提出了更高的要求,同时也为研究和开发先进实用的材料质量监测手段提供了必要的手段。

2 气泡幅频当量法

2.1 气泡幅频当量法的原理

以往的表面张力测定方法所用设备相对复杂,且有操作烦琐等缺点,在最大气泡压力法[5]的基础上提出的“气泡幅频当量法”[6],其基本思想就是变静力学测试为动力学测试,将缓慢吹气变为每秒钟吹5～6个气泡,同时不再测量泡内最大绝对压力,而改为测量气泡内相对气压差和每秒内产生气泡个数。该方法用气泡压力变化幅值 ΔP、气泡个数N和毛细管管径Φx与标准管径Φ0之差3个参数经数学模型计算后得到幅频当量,其数值的大小即表征了液体表面张力的大小,称为当量表面张力。

图1 气泡幅频当量法测定表面张力原理图

2.2 气泡幅频当量法中的参数关系

选定一个毛细管,用它向某一液体吹气,如将其出气速度固定,当毛细管吹气过程中插入深度发生变化时,记录的毛细管内压力变化如图1曲线2所示。……