表面張力儀定義：

表面張力儀分類

表面張力儀根據(jù)所使用的技術(shù)不同，按測(cè)試原理可分為如下幾類：

 

1、白金環(huán)法表面張力儀：

又稱du Nouy Ring method，du Nouy環(huán)法,吊環(huán)法表面張力儀，脫環(huán)法表面張力儀。其原理為白金環(huán)法的測(cè)量方法為：（1）將白金環(huán)輕輕地浸入液體內(nèi)；（2）將白金環(huán)慢 慢地往上提升，即液面相對(duì)而言下降，使得白金環(huán)下面形成一個(gè)液柱，并終與白金環(huán)分離。白金環(huán)法表面張力儀就是去感測(cè)一個(gè)高值，而這個(gè)高值形成于白金環(huán)與液體樣品將離而未離時(shí)。這個(gè)高值轉(zhuǎn)化為表面張力值的精度取決于液體的粘度。由于這個(gè)方法很早被使用，故而原有表面張力儀基本均采用這種方法，現(xiàn)有很多數(shù)據(jù)也是用這種方法測(cè)得。

☆選購本原理的表面張力儀時(shí)的特殊注意點(diǎn)：

本方法在應(yīng)用于有粘度樣品以及表面活性劑的測(cè)值時(shí)會(huì)存在問題，主要體現(xiàn)為，其一，它會(huì)將粘度計(jì)算在內(nèi)而導(dǎo)致無法測(cè)值；其二，它僅能測(cè)試一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的表面張力值而無法實(shí)現(xiàn)隨時(shí)間變化表面張力值的測(cè)試。因而，現(xiàn)在大部客戶很長選擇以白金環(huán)法為主要測(cè)試原理的表面張力儀。

同時(shí)，作為選購，一定要注意白金環(huán)的設(shè)計(jì)問題，特別是白金環(huán)的粗細(xì)設(shè)計(jì)一定要看是否符合要求。目前我們掌握的信息是國產(chǎn)的，特別承德系和山東系的白金環(huán)大部均不符合要求。

2、白金板法表面張力儀：

又稱Wilhelmy板法表面張力儀或Wilhelmy Plate method 表面張力儀。但提醒您注意的是，白金板法表面張力儀與有些客戶所稱吊板法表面張力儀有明顯區(qū)別。吊板法的基本原理仍然是白金環(huán)法的原理而不是白金板法的原理。上海梭倫研制的A20系列表面張力儀具有經(jīng)典白金板法和改進(jìn)的白金板法兩種測(cè)值方法，其中經(jīng)典白金板法即指吊板法或吊片法。

白金板法表面張力儀的原理為：當(dāng)感測(cè)白金板浸入到被測(cè)液體后，白金板周圍就會(huì)受到表面張力的作用，液體的表面張力會(huì)將白金板盡量地往下拉。當(dāng)液體表面張力及其他相關(guān)的力與平衡力達(dá)到均衡時(shí)，感測(cè)白金板就會(huì)停止向液體內(nèi)部浸入。這時(shí)候，儀器的平衡感應(yīng)器就會(huì)測(cè)量浸入深度，并將它轉(zhuǎn)化為液體的表面張力值。

☆選購本原理的表面張力儀時(shí)的特殊注意點(diǎn)：

整個(gè)測(cè)值原理很清楚的告訴了我們，采用白金板法的表面張力儀需要注意三點(diǎn)：*為傳感器的精度與分辨率；第二為白金板的設(shè)計(jì)；第三為浮力修正與否。所以，選購時(shí)建議客戶也按這些各類區(qū)別。

現(xiàn)在好的儀器均采用了白金板法原理的表面張力儀，也采用了相應(yīng)的浮力正式方式。而目前一些國產(chǎn)的，包括原來梭倫科技提供技術(shù)委托代工的BZY系列表面張力儀均會(huì)存在浮力修正值的問題，總會(huì)存在一個(gè)測(cè)值不準(zhǔn)的問題。

3、大氣泡法表面張力儀：

又稱泡壓法表面張力儀,BPA 表面張力儀。其基本原理為A為表面張力儀，其中間玻璃管F下端一段直徑為0.2mm～0.5mm的毛細(xì)管，B為充滿水的抽氣瓶，C為U型壓力計(jì)，內(nèi)盛比重較小的水或酒精、甲苯等，作為工作介質(zhì)，以測(cè)定微壓差。 將待測(cè)表面張力的液體裝于表面張力儀中，使F管的端面與液面相切，液面即沿毛細(xì)管上升，打開抽氣瓶的活塞緩緩抽氣，毛細(xì)管內(nèi)液面上受到一個(gè)比A瓶中液面上大的壓力，當(dāng)此壓力差—附加壓力（Δp=p大氣-p系統(tǒng)）在毛細(xì)管端面上產(chǎn)生的作用力稍大于毛細(xì)管口液體的表面張力時(shí)，氣泡就從毛細(xì)管口脫出，此附加壓力與表面張力成正比，與氣泡的曲率半徑成反比，其關(guān)系式為: （7） 式中，Δp為附加壓力；σ為表面張力；R為氣泡的曲率半徑。 如果毛細(xì)管半徑很小，則形成的氣泡基本上是球形的。當(dāng)氣泡開始形成時(shí)，表面幾乎是平的，這時(shí)曲率半徑大;隨著氣泡的形成，曲率半徑逐漸變小，直到形成半球形，這時(shí)曲率半徑R和毛細(xì)管半徑r相等，曲率半徑達(dá)小值，根據(jù)上式這時(shí)附加壓力達(dá)大值。氣泡進(jìn)一步長大，R變大，附加壓力則變小，直到氣泡逸出。 根據(jù)上式，R=r時(shí)的大附加壓力為: （8） 實(shí)際測(cè)量時(shí)，使毛細(xì)管端剛與液面接觸，則可忽略氣泡鼓泡所需克服的靜壓力，這樣就可直接用上式進(jìn)行計(jì)算。 當(dāng)用密度為ρ的液體作壓力計(jì)介質(zhì)時(shí)，測(cè)得與Δp大相適應(yīng)的大壓力差為Δh大則: （9） 當(dāng)將 合并為常數(shù)K時(shí)，則上式變?yōu)? （10） 式中的儀器常數(shù)K可用已知表面張力的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)得。

☆選購本原理的表面張力儀時(shí)的特殊注意點(diǎn)：

（1）大氣泡法表面張力儀現(xiàn)在中國國內(nèi)主要有兩種儀器，一種為國產(chǎn)的用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)用的儀器，通常設(shè)計(jì)較為簡單，價(jià)格相當(dāng)便宜，但不建議客戶作為測(cè)值用。另一種是進(jìn)口的大氣泡法表面張力儀，通常稱為BPA **的型號(hào)或稱為便攜式的表面張力儀，但報(bào)價(jià)通常為10萬或以上。在選購時(shí)注意，這種表面張力儀通常用于分析表面活性劑反應(yīng)速度快的樣品的測(cè)值，如毫秒級(jí)的，另一種應(yīng)用是用于現(xiàn)場(chǎng)估算用。但一定要注意毛細(xì)管內(nèi)壁的清洗與否一 定會(huì)影響到測(cè)值結(jié)果的。所以，測(cè)值精度問題值得去進(jìn)一步探討。

（2）壓力傳感器的精度會(huì)影響到測(cè)值。

所以，除非是特殊應(yīng)用，我們不建議客戶本方法儀器作為測(cè)值的表面張力儀。

3、懸滴法表面張力儀：

又稱滴體積法表面張力儀，滴重法表面張力儀，Pendant Drop表面張力儀。其基本原理為：當(dāng)液體自管口滴落時(shí)，液體的大小與液體的密度和表面張力有關(guān)。落滴重量與管口半徑與液體表面張力有關(guān)。此方法免除了對(duì)接觸角的要求，擴(kuò)大了滴外形方法的應(yīng)用范圍，但此方法對(duì)防震蕩要求相當(dāng)高，否則難以得到正確的懸滴外形曲線。同時(shí)，本方法對(duì)像素要求較高，其精度取決于分析圖像捕捉過程的像素多少。

☆選購本原理的表面張力儀時(shí)的特殊注意點(diǎn)：

本方法的表面張力儀由于測(cè)值精度問題，通常不作為選購表面張力儀的。但如果遇到如下樣品的測(cè)值時(shí)，建議客戶可以作為考慮：

（1）特殊空氣環(huán)境或壓力環(huán)境下，真空或惰性氣體條件下測(cè)試表面張力或界面張力值；
（2）高溫條件下測(cè)試物體如錫、煤、瀝清的表面張力或界面張力值；
（3）高粘度樣品的表面張力或界面張力測(cè)值。
 

4、旋轉(zhuǎn)滴法表面張力儀：

遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于液體表面張力的低值的界面張力，我們稱為超低界面張力。而這個(gè)范圍差不多不10-3mN/m。由于這個(gè)表面張力值用以上方法表面張力儀均無法測(cè)到，所以，我們只能用旋轉(zhuǎn)滴法表面張力儀測(cè)試。其原理為：通過測(cè)定一種液體在不相溶的另一種液體中的停滴的赤道寬度及赤道至液體滴頂點(diǎn)高度，通過計(jì)算公式計(jì)算出這兩種液體的界面張力值。而要注意的是，他測(cè)得的是界面張力值，必須要求有兩相形成。

但一定要注意，采用本方法的儀器只是講理論上可以分辨到某個(gè)數(shù)量級(jí)的表面張力或界面張力值，如果非得測(cè)試值，我們現(xiàn)在的技術(shù)來講是有困難的。

目前，采用本方法的表面張力儀通常用于如下情況下：

（1）油田三次采油分析表面活性劑或三元驅(qū)或二元驅(qū)的表面張力及界面張力值時(shí)用。
（2）化妝品行業(yè)微乳的界面張力分析。

選購旋轉(zhuǎn)滴法表面張力儀 的用戶，建議您看一下本如下內(nèi)容：

http://www.surface-science.com.cn/surface_tensiometer_12.html
 

表面張力儀選購思路的確定

1、表面張力儀測(cè)試原理熟悉

2、表面張力儀使用需求和精度要求

您可能有不同的測(cè)試需求，你可以向表面張力儀生產(chǎn)廠或代理商咨詢表面張力儀參數(shù)后進(jìn)行決策，決定采購哪些型號(hào)或測(cè)試原理的表面張力儀。提醒您注意的是，表面張力儀不同設(shè)計(jì)，會(huì)導(dǎo)致不同的測(cè)試精度。白金環(huán)法表面張力儀、白金板法表面張力儀、懸滴法表面張力儀、旋轉(zhuǎn)滴法表面張力儀或滴體積法表面張力儀等由于測(cè)試原理作用，導(dǎo)致測(cè)值的誤差是不一樣的。而不是有些生產(chǎn)廠或代理商所稱的把表面張力儀的分辨率作為測(cè)試精度或故意提高測(cè)值精度的寫法。我們認(rèn)為，測(cè)試精度是指兩次測(cè)值的重復(fù)性以及測(cè)試值與液體的表面張力值的一致性。舉例來說，如果您測(cè)試的是水的表面張力值，白金板法表面張力儀可以實(shí)現(xiàn)72.8mN/m或達(dá)因/cm的值，溫度必須控制在20攝氏度時(shí)，那么這臺(tái)表面張力儀是好的。而作為比較，白金環(huán)法可能無法測(cè)得這個(gè)值有時(shí)因測(cè)值精度問題可能無法測(cè)到的值。而重復(fù)測(cè)試時(shí)，是否誤差在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。這就是考察表面張力儀精度的關(guān)鍵所在。
通常而言，如果是從原理上講都能夠測(cè)試的樣品，我們認(rèn)為其測(cè)值精度或誤差范圍是這樣的一個(gè)關(guān)系
圖像外形分析法表面張力儀（如旋轉(zhuǎn)滴表面張力儀、懸滴法表面張力儀、滴體積法表面張力儀）＞大氣泡法表面張力儀＞稱重法表面張力儀（白金板法和白金環(huán)法）。

稱重法表面張力儀（白金板法和白金環(huán)法）的測(cè)值精度取決于：
（1）傳感器精度；（2）白金板設(shè)計(jì)精度；（3）如果采用白金板法的還取決于浮力修正精度。
 

3、生產(chǎn)廠和代理商的資格更為關(guān)鍵

現(xiàn)有的表面張力儀到底有哪些？

A 標(biāo)準(zhǔn)型表面張力儀： （1）進(jìn)口表面張力儀：日本KYOWA 表面張力儀 CBVP-A3型/CBVP-Z、KSV 表面張力儀 sigma703型/702型、Kruss表面張力儀K9型/K11型、法國GBX的3S系列、韓國SEO DST系列 表面張力儀； 等等（2）國產(chǎn)表面張力儀：A101/A201 型表面張力儀 、BZY-1/2型、表面張力儀 JK99C/JK99B型、表面張力儀 白金環(huán)法JYW200系列以及ZL200系列等;
B 型表面張力儀 ： （1）KSV全自動(dòng)表面張力儀sigma700系列、Kruss全自動(dòng)表面張力儀K100系列、Lauda TE3、德國dataphysics DCAT 11/21型 以及上海梭倫 A20系列表面張力儀 。
 

通過如上列舉，您可能無法選出一個(gè)理想的表面張力儀 或無法入手選購表面張力儀 。那么我們可以試著從如下分類入手，可能會(huì)提高你的認(rèn)識(shí)：
一、按傳感器類型分類：
（1）電子分析天平傳感器：芬蘭KSV公司、法國GBX、德國KRUSS、德國dataphysics、韓國SEO公司、上海梭倫A20系列、BZY-1、BZY-2系列；
（2）扭力絲傳感器：國產(chǎn)原承德系如金建公司、哈科公司，日本KYOWA公司等
（3）應(yīng)變電阻稱重傳感器：這個(gè)應(yīng)用得非常少。因?yàn)榫葘?shí)在太差，受影響影響太多。具體哪家國產(chǎn)的應(yīng)用了，我們不細(xì)談?？?。
從目前技術(shù)來講，我們認(rèn)為如上傳感器精度比較如下：
電子天平分析傳感器的精度＞扭力絲＞應(yīng)變電阻式稱重傳感器

當(dāng)然，這里還要注意一個(gè)事情，原上海梭倫國內(nèi)研制的BZY系列采用的是國內(nèi)的電子天平傳感器，其精度遠(yuǎn)差于進(jìn)口傳感器，精度上是否與其他的相提并論還有待與國內(nèi)外同行討論。但我們現(xiàn)在已經(jīng)基本確認(rèn)不再進(jìn)一步采用這個(gè)傳感器，且升級(jí)于國外傳感器。

二、按測(cè)試原理分：
分為白金板法和白金環(huán)法表面張力儀兩種，目前國內(nèi)的JYW200系列以及山東系的表面張力儀大部分屬于白金環(huán)法的表面張力儀。測(cè)值精度問題有待進(jìn)一步商榷。而國外的儀器以及A20系列是真正兼容白金板法與白金環(huán)法的
表面張力儀。這里值得說明的是，BZY系列是在兼容性白金環(huán)法上是無法真正實(shí)現(xiàn)的，其測(cè)值稱重的返回計(jì)算存在一定的問題。
 

三、按價(jià)格分層：
目前國外的儀器的價(jià)格明顯高于國內(nèi)的同類產(chǎn)品。標(biāo)準(zhǔn)型的通常為10萬元左右，型的通常為25元左右。而A20系列中的A201的報(bào)價(jià)遠(yuǎn)低于這個(gè)，基本維持在4-5萬左右，功能上與國外的相同。功能上，A101型的表面張力儀與國外標(biāo)準(zhǔn)型的相同，報(bào)價(jià)在3萬元左右，是液晶觸摸屏的，這個(gè)設(shè)計(jì)技術(shù)非常。
 

★☆白金板法表面張力儀關(guān)系技術(shù)略談

一、液面水平線自動(dòng)尋找技術(shù)

本技術(shù)是用于找得液面水平線后，判斷浮力修正值以及位移判斷的依據(jù)。沒有采用本技術(shù)的儀器通常不具有浮力修正的功能，更談不上測(cè)值。水平線自動(dòng)查找必須依賴于稱重傳感器的高精度與高反應(yīng)速度，以及位移控制部件的定位和反應(yīng)速度。目前通常國內(nèi)的表面張力儀如BZY系列和JK99系列根本無法做到。

二、浮力修正模式

浮力修正模式是指修正掉浸入液體內(nèi)浮力對(duì)表面張力測(cè)值的影響，這是白金板法表面張力儀核心技術(shù)，如果僅僅談稱得重量后乘以重力系數(shù)再除以白金板周長，那么這不符合白金板的原理。浮力修正因采用的技術(shù)不同而略有差別。上海梭倫經(jīng)美國哈佛材料學(xué)院授權(quán)技術(shù)的基于彈性系數(shù)的修正模式提升了測(cè)值精度，是目前的測(cè)值技術(shù)。

三、預(yù)潤濕功能

在測(cè)試液體的表面張力或界面張力時(shí)，通常潤濕不會(huì)非常好，這就需要有一個(gè)預(yù)濕潤過程。這是一個(gè)非常人性化的技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)不言而喻。

四、表面活性劑測(cè)值全過程考察模式

大部分的客戶在測(cè)試表面活性劑或有粘度樣品時(shí)有一個(gè)大的困惑，到底取哪個(gè)時(shí)間點(diǎn)的表面張力或界面張力值能表述我們的樣品性質(zhì)。這就需要有兩個(gè)技術(shù)，其一就是全過程考察技術(shù)，另一個(gè)技術(shù)就是特征值二次表述技術(shù)。

而全過程考察技術(shù)是A20的技術(shù)，它記錄下來了整個(gè)曲線上的數(shù)據(jù)，并保存到數(shù)據(jù)庫文件中。結(jié)合特征值考察技術(shù)，你可以考察任意時(shí)間點(diǎn)以及歷史測(cè)值的數(shù)據(jù)，你更可以導(dǎo)出數(shù)據(jù)（包括了所有過程值），以便進(jìn)行進(jìn)一步的分析，使得數(shù)據(jù)真正為您服務(wù)。

五、特征值二次表述功能

在基于歷史數(shù)據(jù)可查詢的功能上，你可以查看其他操作人員的數(shù)據(jù)，并與之充分討論，并可以隨時(shí)決定是否對(duì)特征值進(jìn)行二次表述。如果是，那么你可以人工調(diào)整原值即可了。

六、自校準(zhǔn)功能

這是一個(gè)非常核心的升級(jí)技術(shù)。原有表面張力儀的設(shè)計(jì)基本上均是基于稱重傳感器的校準(zhǔn)，通俗的講，大部分僅僅是校準(zhǔn)了傳感器，而對(duì)于白金片自身的參數(shù)大部分儀器不具有校準(zhǔn)功能，僅僅是輸入一個(gè)長寬值（BZY系列這個(gè)是無法輸入的，因生產(chǎn)工藝問題，這個(gè)值是無法的）。自校準(zhǔn)功能是基于傳感器校準(zhǔn)的基礎(chǔ)上的二次校準(zhǔn)功能，這是真正測(cè)值精度的有效技術(shù)。

七、傳感器的伺服控制功能及其精度

通常而言，扭力絲和應(yīng)變電阻式稱重傳感器不是伺服系統(tǒng)，其精度差。而作為BZY系列的表面張力儀，因其天平采用了差技術(shù)的國內(nèi)傳感器，精度控制，特別是溫度補(bǔ)償、零位漂移上均有很大問題。特別一個(gè)明顯的表現(xiàn)為BZY-2型表面張力儀的數(shù)字變化非常大，以及BZY-1型表面張力儀經(jīng)常因運(yùn)輸振動(dòng)而現(xiàn)出ERROR錯(cuò)誤以及P2錯(cuò)誤。這些均是由于傳感器設(shè)計(jì)的問題造成的。當(dāng)然這也是一分錢一分貨的因素啊。
 

請(qǐng)來電索取更詳細(xì)的表面張力儀對(duì)比表，祝你選到一款符合你要求的表面張力儀。