[發明專利]一種液體表面張力系數及密度同步測量裝置及方法

在審

• 申請號: 201911144872.4
• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN110736684A
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 周偉;張振磊;王殿生;王玉斗;廖波;劉金玉;王輝
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(華東)
• 主分類號: G01N13/02
• 分類號: G01N13/02;G01N9/10;G01N9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種液體表面張力系數及密度同步測量裝置，包括恒溫室與控制顯示區；其特征在于，還包括恒溫室四周壁面有溫度傳感器、上壁面裝有高精度力傳感器；恒溫室內放置金屬環、進液管、出液管、緩沖底座、燒杯；燒杯壁面裝有液位傳感器。控制顯示區包括有力傳感器顯示屏、采樣頻率設置按鈕、暫停/開始按鈕、清除按鈕、排液流速顯示屏、進液流速顯示屏、排液流速控制按鈕、進液流速控制按鈕、溫度顯示屏、液位顯示屏；控制顯示區側面USB數據口。

2.一種使用如權利要求1所述測量裝置的液體表面張力系數及密度同步測量方法，其特征在于它的步驟如下：

1)打開恒溫室，將燒杯放在緩沖底座上，使燒杯減少長時間的晃動；接通測量裝置電源，待力傳感器顯示屏、排液流速顯示屏、進液流速顯示屏、溫度顯示屏、液位顯示屏正常工作后按下清除按鈕，使高精度力傳感器清零；調節進液流速控制按鈕使待測液體沿燒杯壁面流入，此時避免流速過大進液柱碰到金屬環；通過觀察待測液體液面及液位顯示屏確定待測液體完全浸沒金屬環后，調節進液流速控制按鈕停止向燒杯內注液，靜置，觀察力傳感器顯示屏、溫度顯示屏、液位顯示屏示數；

2)上述示數穩定后調節排液流速控制按鈕，待測液體流出，液面漸漸下降；此時調節采樣頻率設置按鈕，使能在力傳感器顯示屏上清晰觀察到信號變化，此時注意調節好后要保持采樣頻率不變；然后按下暫停/開始按鈕，開始記錄數據。此時力傳感器顯示屏顯示高精度力傳感器測量到拉力F值隨時間t變化曲線，待金屬環拉斷待測液體液膜后按下暫停/開始按鈕，關閉排液流速控制按鈕。將數據從USB數據口導出，輸入到計算機，畫出拉力F隨時間t變化曲線，建立數學模型、使用擬合軟件擬合兩個階段曲線。

3.一種如權利要求2所述的液體表面張力系數及密度同步測量方法，其特征在于所述的建立密度測量擬合方程為：

F＝at+b (1)

待測液體密度計算公式為：

式中：F為高精度力傳感器測量數值，具體為金屬環所受浮力與重力的合力，t為測量時間，a，b為擬合系數。

4.一種如權利要求2所述的液體表面張力系數及密度同步測量方法，其特征在于所述的建立表面張力系數測量擬合方程為：

F＝g+f×sin(e^ct+d) (3)

待測液體表面張力系數計算公式為：

式中：F為高精度力傳感器測量數值，具體為所受表面張力與金屬環重力的合力，t為測量時間，e為自然指數，c,d,f,g為擬合系數。