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表面張力白金板法與白金環(huán)法測(cè)試原理及區(qū)別
來(lái)源：南北潮 瀏覽 1024 次 發(fā)布時(shí)間:2022-11-01
白金板法
當(dāng)感測(cè)白金板浸入到被測(cè)液體后，白金板周?chē)蜁?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。
具體測(cè)試過(guò)程中，白金板法的測(cè)試步驟為：（1）將白金板逐漸浸入液體；（2）在浸入液體表面狀態(tài)下，由感應(yīng)器感測(cè)平衡值；（3）將感應(yīng)到的平衡值轉(zhuǎn)化為表面張力值，并顯示出來(lái)。
表面張力白金板法與白金環(huán)法測(cè)試原理及區(qū)別配圖1
P=mg+Lγ?cosθ–shρg
平衡力=白金板的重力+表面張力總和–白金板受到的浮力
(向上)(向下)(向上)
m:白金板的重量
g:重力（9.8N/Kg）
L:白金板的周長(zhǎng)
γ:液體的表面張力
θ:液體與白金板間的接觸角
s:白金板橫切面面積表面張力白金板法與白金環(huán)法測(cè)試原理及區(qū)別配圖2
h:白金板浸入的深度
ρ:液體的密度
硬件
當(dāng)白金板接觸到樣品液后，樣品液的表面張力會(huì)將白金板往下拉?；诟呔入娮犹炱降臄?shù)字化檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到這個(gè)微小的力并傳到微處理機(jī)進(jìn)行處理。
軟件
控制、分析專(zhuān)用軟件經(jīng)過(guò)微處理機(jī)的一系列運(yùn)算，將檢測(cè)到的微力轉(zhuǎn)化成表面張力值。
顯示和輸出裝置
LCD數(shù)字顯示屏實(shí)時(shí)輸出表面張力值，如有需要可通過(guò)RS232接口連接打印機(jī)打印數(shù)據(jù)或經(jīng)計(jì)算機(jī)采集相應(yīng)數(shù)據(jù)。
白金環(huán)法
由于被廣泛應(yīng)用于du Nou表面張力儀，這種方法又稱(chēng)為du Nouy法，并因之操作簡(jiǎn)便而被廣泛使用。白金環(huán)法這個(gè)稱(chēng)法是因測(cè)試部分與液體樣品間會(huì)形成一個(gè)環(huán)形而得的。
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）大約在5mm～6mm左右隨后將白金環(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，并最終與白金環(huán)分離。白金環(huán)法就是去感測(cè)一個(gè)最高值，而這個(gè)最高值形成于白金環(huán)與液體樣品將離而未離時(shí)。這個(gè)最高值轉(zhuǎn)化為表面張力值的精度取決于液體的粘度。
表面張力白金板法與白金環(huán)法測(cè)試原理及區(qū)別配圖3
上面等式中的F是一個(gè)設(shè)定值，它的大小取決于環(huán)的直徑與液體的性質(zhì)。這個(gè)修正值很重要，因?yàn)橄蛳碌牧Σ⒉灰恢笔谴怪钡?，而且隨白金環(huán)拉起來(lái)的液體的狀況也很復(fù)雜。
一般而言，F(xiàn)值通過(guò)Zuidema&Waters等式計(jì)算得到：
表面張力白金板法與白金環(huán)法測(cè)試原理及區(qū)別配圖4
a:0.7250
b:0.09075 m-1 s2
c:0.04534–1.679 r／R
r:白金金屬絲的半徑
R:白金環(huán)的內(nèi)徑(兩個(gè)金屬絲中心間的距離)
ρ:液體的密度
白金板與白金環(huán)比較
在相關(guān)測(cè)量設(shè)備研究并生產(chǎn)出來(lái)之前，用du Nouy白金環(huán)法測(cè)量表面張力已經(jīng)有40
年的歷史了。相比較而言，Wilhelmy白金板法只有20年的歷史。但是，現(xiàn)在越來(lái)越
多的人使用白金板法來(lái)測(cè)量表面張力。這主要是由于白金環(huán)法存在如下各種不足：
1）不易測(cè)得高粘度樣品的表面張力值；
這主要是由于在白金環(huán)內(nèi)側(cè)上方受到了樣品向下的阻力較大
2）不易測(cè)得隨時(shí)間變化的表面張力值；
這主要是因?yàn)榘捉瓠h(huán)只能測(cè)得環(huán)離開(kāi)液體時(shí)那個(gè)時(shí)間點(diǎn)的表面張力值。
3）較難保持儀器的精度；
白金環(huán)容易變形，它的不同大小會(huì)影響到表面張力的測(cè)量。
表面張力白金板法與白金環(huán)法測(cè)試原理及區(qū)別配圖5
◆油漆表面張力白金板法與白金環(huán)法測(cè)試原理及區(qū)別配圖6
將粘性物質(zhì)置于環(huán)的上方，然后進(jìn)行測(cè)量
◆含表面活性劑的溶液
表面活性劑濃度較低，表面活性劑不停的分散。