Automatisk tensiometer - Bruksområder:

Den Overflatespenning til en væske er en vesentlig fysisk størrelse som karakteriserer væaskers oppførsel ved grenseflater. Den presise bestemmelsen av denne størrelsen er av betydning i en rekke vitenskapelige og industrielle applikasjoner.

Dette Automatisk måler for overflatespenning, også Tensiometer kalt, muliggjør kvantifisering av overflatespenningen basert på forskjellige fysiske prinsipper. Nedenfor beskrives vanlige prøvingsmetoder i detalj.

1. Wilhelmy-plate-metoden:

Denne metoden er basert på måling av kraften som virker på en tynn, vertikalt nedsenket, presisjonsframstilt plate i væsken. Den presisjonsframstilte platen er plassert slik at underkanten berører væskeoverflaten. Kraften (F) som virker på platen, sammensettes av platens tyngdekraft (F_g) og kraften som skyldes overflatespenningen (F_{\gamma}).

Kraften ($F_{\gamma}$) er proporsjonal med overflatespenningen ($\gamma$) og platens fuktede omkrets ($P$):

                        [ F_{\gamma} = \gamma \cdot P \cdot \cos(\theta) ]

hvor $\theta$ er kontaktvinkelen mellom væsken og platen. For en fullstendig fuktende plate (idealisert, $\theta = 0^\circ$, $\cos(\theta) = 1$) forenkles ligningen til:

                        [ F_{\gamma} = \gamma \cdot P ]

Overflatespenningsmåleren måler den totale kraften (F), og ved å ta hensyn til platens tyngdekraft kan overflatespenningen beregnes:

                        [ \gamma = \frac{F - F_g}{P} ]

Utførelse av test:

1. Wilhelmy-platen rengjøres grundig for å unngå kontaminering som kan påvirke kontaktvinkelen.
2. Overflatespenningsmåleren kalibreres.
3. Væskeprøven plasseres i en egnet beholder og bringes til en stabil temperatur.
4. Platen senkes sakte ned til den berører væskeoverflaten. Nedsenkingsprosessen kontrolleres nøyaktig for å minimere vibrasjoner.
5. Måleinstrumentet registrerer den maksimale kraften som virker på overflaten under nedsenking eller i platens statiske tilstand.
6. Overflatespenningen beregnes ved hjelp av den målte kraften og plateens kjente fuktede omkrets.
7. Målingen blir vanligvis gjentatt flere ganger for å sikre reproduserbarhet.

Du-Noüy-ring-metoden:

Denne metoden måler kraften som kreves for å en tynn presisjonslaget platinaring å løfte seg fra væskeoverflaten. Den maksimale kraften (F) ved avrivning av ringen er proporsjonal med overflatespenningen ( gamma ) og ringens omkrets (L):

                        [ F = 2 pi R gamma cdot f ]

hvor (R) er radiusen til ringen og (f) er en korreksjonsfaktor som avhenger av ringens geometri og væskens egenskaper (f.eks. ringtykkelsen og volumet av den løftede væsken).

Utførelse av test:

1. Du-Noüy-ringen rengjøres grundig og befries for urenheter.
2. Overflatespenningsmåleren kalibreres.
3. Væskeprøven helles over i et egnet kar og tempereres.
4. Ringen dyppes i væsken og blir deretter sakte løftet opp igjen.
5. Måleinstrumentet registrerer den maksimale kraften som kreves for å løsne ringen fra overflaten.
6. Overflatespenningen beregnes med hensyn til ringradiusen og korreksjonsfaktoren. Bestemmelsen av korreksjonsfaktoren kan gjøres ved hjelp av tabeller eller numeriske metoder.
7. Målingen utføres flere ganger for å sikre statistisk pålitelighet.

Analyse av måleresultatene:

Vitenskapelige analyser omfatter statistisk evaluering av gjentatte målinger, feilestimering og hensyntaken til påvirkning عوامل som temperatur og urenheter. Resultatene kan brukes til karakterisering av væsker, undersøkelse av grensesnittfenomener eller kvalitetskontroll i industrielle prosesser.

Dette profesjonelle Automatisk overflatetensimeter kommer valgfritt med en presisjonsfremstilt Du-Noüy-ring og med en presisjonsfremstilt Wilhelmy-plate tilgjengelig. Den Du-Noüy-ring-metoden egner seg utmerket som en allsidig prøvingsmetode og den Wilhelmy-prøvingsmetoden gir til sammenligning en noe høyere målenøyaktighet.