[发明专利]液体表面张力动态测量实验仪及测量方法

权利要求书

1.一种液体表面张力动态测量实验仪，其特征在于包括测量室（1）、齿轮轨道（2）、手动升降齿轮（3）、标尺（4）、主机（5）、温度显示窗（6）、 数据采集器USB插口（7）、  测量控制按钮（8）、气泵控制按钮（9）、计时或暂停开关（10）、复位开关（11）、计时显示窗（12）、气泡瞬时压强指示表（13）、加热垫（14）、测量烧杯（15）、温度计（16）、气流量调节旋钮（17），气体流量计（18）、第一毛细管（19）、第二毛细管（20）和加热垫电源开关（21）；主机（5）的面板上左侧设有气泡瞬时压强指示表（13），主机（5）的面板上右侧上部顺次设有计时显示窗（12）、温度显示窗（6），主机（5）的面板上右侧下部顺次设有复位开关（11）、计时或暂停开关（10）、气泵控制按钮（9）、测量控制按钮（8）、数据采集器USB插口（7），主机（5）上表面设有加热垫（14）、齿轮轨道（2），加热垫（14）设有加热垫电源开关（21），加热垫（14）上方设有测量烧杯（15），齿轮轨道（2）上设有标尺（4）、手动升降齿轮（3），手动升降齿轮（3）上设有测量室（1），测量室（1）表面设有气体流量计（18），气流量调节旋钮（17），测量室（1）外侧下端设有温度计（16）、第一毛细管（19）、第二毛细管（20），悬空在测量烧杯（15）上方。

2.一种使用如权利要求1所述实验仪的液体表面张力动态测量方法，其特征在于它的步骤如下：

1）将装有水的测量烧杯（15）放在加热垫（14）上，通过手动升降齿轮（3）将温度计（16）、第一毛细管（19）、第二毛细管（20）组成的测量探头插入水中某一深度，打开加热垫电源（21），对水进行加温；打开气泵控制按钮（9），通过计时或暂停开关（10）、计时显示（12）和气流量调节（17），使第一毛细管（19）端部冒出的气泡数每分钟5～6个后气流量固定，打开测量控制按钮（8），气泡内压强变化通过微差压传感器检测后经数据采集器USB插口（7）输入计算机，计算机数据采集软件将实时采集气泡内压强数据并显示压强变化波形，分别保存相应水温下气泡内压强数据和波形图；通过分析和处理计算机采集保存后的压强变化数据和波形图，得到对应水温下气泡内压强变化平均幅值                                                和气泡生成平均周期，结合水的已知表面张力系数，建立气泡幅频当量法数学模型公式；

2）将装有待测液体的测量烧杯（15）放在加热垫（14）上，通过手动升降齿轮（3）将温度计（16）、第一毛细管（19）、第二毛细管（20）组成的测量探头插入待测液体中，插入深度与步骤1）相同，打开气泵控制按钮（9），打开测量控制按钮（8），气泡内压强变化通过微差压传感器检测后经数据采集器USB插口（7）输入计算机，计算机数据采集软件将实时采集气泡内压强数据并显示压强变化波形，保存压强数据和波形图；通过分析和处理计算机采集保存后的数据和波形图，可得到相应实验条件下气泡内压强变化平均幅值和气泡生成平均周期，通过气泡幅频当量法数学模型公式，计算出该液体的表面张力系数。

3.根据权利要求2所述的一种液体表面张力动态测量方法，其特征在于所述的建立气泡幅频当量法数学模型公式为：

    （1）

式中：为液体当量表面张力系数，为气泡内压强变化幅值，为气泡生成周期， 、、为修正系数。