如何提升懸滴法測(cè)試界面張力和表面張力值的精度

光學(xué)法原理的表面張力儀及界面張力儀采用懸滴法(pendant drop method)測(cè)試液體與氣體間的表面張力值或液體與液體間的界面張力值是一種常見的測(cè)試方法。以來，由于測(cè)試技術(shù)，特別是圖像識(shí)別以及表界面張力測(cè)試算法的影響，懸掛滴法(pendant drop method)測(cè)試表面張力值或界面張力值很少被用到。目前，美國科諾升級(jí)的基于ADSA－RealDrop的算法，提供了圖像識(shí)別技術(shù)，且在表面張力（界面張力）測(cè)值的算法上進(jìn)行了更新，可應(yīng)用測(cè)試液體與氣體間的表面張力值或液體與液體間的界面張力值。從目前測(cè)值的結(jié)果來看，測(cè)值低值可達(dá)0.0001mN/m（10的負(fù)4次方），高可測(cè)試2000mN/m（熔體金屬）。且可以應(yīng)用于測(cè)試優(yōu)于Lamellai法非牛頓體的高溫條件下的膠體的表面張力值（ADSA－NA及ADSA－RealDrop法）。

以來，光學(xué)法原理測(cè)試表面張力值的懸滴原理通常應(yīng)用BA表或基于選點(diǎn)選面法（Select Plance）的簡單Young-Laplace方程擬合技術(shù)，特別是后者，受擬合參數(shù)中探針液體的影響非常大。測(cè)值條件下針頭的直徑、材質(zhì)高度關(guān)聯(lián)，從而決定了其測(cè)值精度一般。而ADSA－RealDrop算法基于ADSA－P算法（參考A.W.Neumann相關(guān)文獻(xiàn)），采用兩次求解Young-Laplace方程的技術(shù)，因而更接近于實(shí)際邊緣，精高更高。我們?cè)谙嚓P(guān)的視頻顯示，我們能夠的分辨出0.2mN/m的液體的形狀區(qū)別。

具體在應(yīng)用懸滴法(pendant drop method)測(cè)試界面張力和表面張力值，并提升其測(cè)值精度時(shí)應(yīng)注意：

1、放大率校準(zhǔn)是關(guān)鍵。我們發(fā)現(xiàn)，小小的幾個(gè)像素的變化就會(huì)明顯影響到表面張力值的變化。通常實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)我們得到，測(cè)試二次蒸餾水的表面張力值，采用簡單的放大率校準(zhǔn)，極大可能得到的測(cè)值結(jié)果高于實(shí)際文獻(xiàn)值。當(dāng)然，測(cè)試條件是測(cè)試的體系是潔凈的。如果測(cè)值結(jié)果經(jīng)常出現(xiàn)60mN/m，則說明針頭、進(jìn)液器等有不清潔的情況存在。而如果采用高精度紅寶石微米級(jí)標(biāo)準(zhǔn)球，則可以得到非常高的精度的校準(zhǔn)。而一旦采用了紅寶石校準(zhǔn)球校準(zhǔn)后，二次蒸餾水的測(cè)值結(jié)果與文獻(xiàn)值在采用ADSA－RealDrop算法時(shí)保持了高度一致，測(cè)試隨溫度變化而變化的結(jié)果與文獻(xiàn)值也一致。

2、采用彩色攝像機(jī)而非黑白攝像機(jī)。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，黑白攝像機(jī)在校準(zhǔn)時(shí)，由于標(biāo)準(zhǔn)的針頭或柱狀體或球均是高度不透光的，表面漫反射也比較少，因而邊緣的清晰度非常高。而在測(cè)試實(shí)際的液體時(shí)，由于透光和液滴邊緣的漫反射的存在，通常測(cè)試結(jié)果與文獻(xiàn)值的一致性不是很好。而在彩色相機(jī)時(shí)，這種情況就會(huì)得到的解決。

3、清潔非常重要。清潔的體系可以得到非常滿意的結(jié)果。因而，我們建議用戶采用超聲波清洗機(jī)對(duì)測(cè)試的針頭、進(jìn)液器等進(jìn)行清潔，并采用二次蒸餾水對(duì)清潔的情況進(jìn)行判定。

4、測(cè)試界面張力的非常重要的點(diǎn)。

（1）一定要對(duì)油樣進(jìn)行飽和處理。如果不處理，測(cè)試結(jié)果就會(huì)偏低。

（2）測(cè)試低或超低界面張力值時(shí)，采用約束停滴法，并采用美國科諾的約束停滴針頭（聚四氟乙烯材質(zhì)）。