[发明专利]一种测量液体物理性质的传感器及其测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种测量液体物理性质的传感器及其测量方法。

背景技术

在化学、生物、物理、材料等领域，对于气体、液体性质的监控等已经成为一个热点问题。目前的微型传感器可以监控空气中某一气体分子的浓度，以及探测生物大分子的化学反应等。但是基于液体物理性质，例如表面张力、接触角和液体体积之间关系的微型传感器尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供能够测量液体表面张力、接触角和液体体积之间关系的微型传感器及其测量方法。

一种测量液体物理性质的传感器，包括一个密闭器室，在该密闭器室内设置有能产生弹性形变的微悬臂梁，在该微悬臂梁的自由端正前方设置有一个可测量所述自由端产生形变变化量的结构。

进一步地，如上所述的测量液体物理性质的传感器，所述可测量所述自由端产生形变变化量的结构为激光光路或投影仪。

一种利用所述传感器测量液体物理性质的方法，包括以下步骤：

(1)、将某一微米量级的液滴放置在微悬臂梁的上表面或者下表面；整个操作都在密闭器室内进行；

(2)、液体的表面张力引起微悬臂梁发生变形，然后通过激光光路或者高速摄影仪拍摄出微悬臂梁自由端的位移；

(3)、通过下列公式，反推出液滴的表面张力、接触角、体积；

自由端的挠度：y(L)=23γsinθYEIa2(L-L1-a)]]>

弯矩：M(x)＝EIy，M(x)-弯矩；E-弹性模量；I-惯性矩；y-挠度，γ-表面张力；θ_Y-接触角；L-悬臂梁总长度；a-液滴与梁接触圆形的半径；L1-液滴右端离固定端距离。

液滴的体积：V=πa3(1-cosθY)(2+cosθY)3sinθY(1+cosθY).]]>

本发明提供的传感器为基于液体的表面张力构建的微型传感器，该传感器可以测量液体的表面张力或接触角，其结构简单，操作易行。

附图说明

图1为本发明测量液体物理性质的传感器结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。