一种油滴‑海水间界面张力测试装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及油滴‑海水间界面张力测试装置及测试方法。本发明专利技术属于界面张力测试技术领域。油滴‑海水间界面张力测试装置，测量单元包含工业相机和LED灯，设有LED灯和工业相机电动滑台；样品注入单元的样品注入电机与数显微分头旋转轴相联，数显微分头连接水平注射器，水平注射器连接针头，针头位于样品皿内；操控机构连接控制电动滑台和数显微分头。油滴‑海水间界面张力测试方法：(1)LED灯调节；(2)工业相机高度调节；(3)工业相机水平调节；(4)水平注射器吸入油样；(5)石英样品皿加入海水；(6)形成油滴；(7)拍照；(8)测量油滴直径，计算出界面张力。本发明专利技术具有结构简单，操作方便，测试精度高，测试速度快，实用性强等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于油滴-海水间界面张力测试
，特别是涉及一种油滴-海水间界面张力测试装置及测试方法。
技术介绍
目前，在水下溢油试验过程中，为了准确描述水下溢油的特征，需要对溢油的相应的参数进行快速、准确的测试，溢油与海水间的界面张力是重要的参数指标。在海水水下溢油的过程中，很多情况下，溢油都是以油滴的形式存在于海水水体中，因此在海水水下溢油的研究中，油滴-海水间的界面张力的测定就显得十分重要。传统的悬滴法测定界面张力装置多采用将有机相通过竖直注射器及注射器前的直型直头在针头形成有机相滴，拍摄这个形成的液滴的最大直径等外形参数，通过上述计算式计算出有机相滴与水的界面张力。这种方法对有机相的密度大于水的密度的条件下是准确的。但针对绝大多数海上溢油来说，其溢油的密度都小于海水的密度，如果采用这种装置和方法，就会由于油滴在水中的浮力作用而产生极大的误差。另外，在操作过程中，由于注射器是竖直的且由人工推出油滴，会由于注射器推杆的重力作用及人手的轻微抖动而使推出的油滴形状变化幅度较大，使得油滴外形轮廓的突变，最终会导致较大的测量误差。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种油滴-海水间界面张力测试装置及测试方法。当前，测定有机相滴与水间界面张力的方法多为悬滴法。悬滴法的理论基础为Laplace公式。描述在任意的一点P曲面内外压差为： γ ( 1 R 1 + 1 R 2 ) = p 0 + ( ρ 1 - ρ 2 ) g z - - - ( 1 ) ]]>式中，γ为界面张力；R1、R2为液滴的主曲率半径；z为液滴顶点O为原点，液滴表面上P的垂直坐标；p0为顶点O处的静压力；(ρ1-ρ2)为两相密度差；g为重力加速度。定义： S = d s d e - - - ( 2 ) ]]>式中，de为悬滴的最大直径；ds为离顶点距离为de处悬滴截面的直径。再定义： H = β ( d e b ) 2 - - - ( 3 ) ]]>由上式，Andreas、Hauser和Tucker最早提出悬滴法计算公式： γ = ( ρ 1 - ρ 2 ) gd e 2 H - - - ( 4 ) ]]>式中，γ为界面张力；(ρ1-ρ2)为两相密度差；g为重力加速度；de为悬滴的最大直径。应用Bashforth-Adams法，可算出作为S的函数的1/H值。因为可采用定期摄影或测量ds/de数值随时间的变化，悬滴法可方便地用于测定界面张力。本专利技术的目的之一是提供一种具有结构简单，操作方便，测量精度高，测试速度快，数据稳定，实用性强，适用范围广等特点的油滴-海水间界面张力测试装置。本专利技术油滴-海水间界面张力测试装置所采取的技术方案是：一种油滴-海水间界面张力测试装置，其特点是：油滴-海水间界面张力测试装置包括测量单元、样品注入单元和操控机构；测量单元包含工业相机和LED灯，测量单元设有工业相机水平移动电动滑台、LED灯升降电动滑台和工业相机升降电动滑台；样品注入单元包含样品注入电机、数显微分头、水平注射器、针头、样品皿，样品注入电机与数显微分头旋转轴相联，数显微分头连接水平注射器，水平注射器连接针头，针头位于样品皿内；操控机构连接控制工业相机水平移动电动滑台、LED灯升降电动滑台、工业相机升降电动滑台、样品注入电机和数显微分头。本专利技术油滴-海水间界面张力测试装置还可以采用如下技术方案：所述的油滴-海水间界面张力测试装置，其特点是：样品注入单元的针头为90°弯管针头，样品注入电机旋转带动微分头内轴旋转连接推进水平注射器，水平注射器连接90°弯管针头，90°弯管针头的出口向上。所述的油滴-海水间界面张力测试装置，其特点是：样品注入单元设有石英样品皿移动电动滑台，操控机构连接控制石英样品皿移动电动滑台。所述的油滴-海水间界面张力测试装置，其特点是：测量单元与样品注入单元在同一基准面上，测量单元轴线的投影线与样品注入单元轴线的投影线相互垂直。本专利技术的目的之二是提供一种具有操作方便，测量精度高，检测效率高，适用范围广等特点的油滴-海水间界面张力测试方法。本专利技术油滴-海水间界面张力测试方法所采取的技术方案是：一种油滴-海水间界面张力测试方法，其特点是：油滴-海水间界面张力测试方法包括以下测试过程：(1)LED灯调节通过调控机构调节LED灯升降电动滑台，使得LED灯中心点与石英样品皿内90°弯管针头的端口处于同一水平轴线上；(2)工业相机高度调节通过调控机构调节工业相机升降电动滑台，使得工业相机镜头中心点与石英样品皿内的90°弯管针头的端口处于同一水平轴线上；(3)工业相机水平调节通过调控机构调节工业相机水平移动电动滑台，使得工业相机镜头中心点与石英样品皿内90°弯管针头的端口间的距离为镜头的工作距离；(4)吸入油样用水平注射器吸入待测油样，水平与90°弯管针头连接并固定；(5)加入海水在石英样品皿内加入待测海水；(6)形成油滴通过调控机构启动样品注入电机，带动数显微分头推动水平注射器，将油样缓慢地通过90°弯管针头的向上端口在石英样品皿内的海水水体内形成稳定成长的油滴；(7)拍照当油滴达到最大直径时，应用工业相机连续拍照；(8)测量对照片中油滴的最大直径及其它高度断面上的直径进行测量，计算出油滴与海水间的界面张力。本专利技术油滴-海水间界面张力测试方法还可以采用如下技术方案：所述的油滴-海水间界面张力测试方法，其特点是：油滴-海水间界面张力测试方法包括石英样品皿移本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油滴‑海水间界面张力测试装置，其特征是：油滴‑海水间界面张力测试装置包括测量单元、样品注入单元和操控机构；测量单元包含工业相机和LED灯，测量单元设有工业相机水平移动电动滑台、LED灯升降电动滑台和工业相机升降电动滑台；样品注入单元包含样品注入电机、数显微分头、水平注射器、针头、样品皿，样品注入电机与数显微分头旋转轴相联，数显微分头连接水平注射器，水平注射器连接针头，针头位于样品皿内；操控机构连接控制工业相机水平移动电动滑台、LED灯升降电动滑台、工业相机升降电动滑台、样品注入电机和数显微分头。

【技术特征摘要】
1.一种油滴-海水间界面张力测试装置，其特征是：油滴-海水间界面张力测试装置包括测量单元、样品注入单元和操控机构；测量单元包含工业相机和LED灯，测量单元设有工业相机水平移动电动滑台、LED灯升降电动滑台和工业相机升降电动滑台；样品注入单元包含样品注入电机、数显微分头、水平注射器、针头、样品皿，样品注入电机与数显微分头旋转轴相联，数显微分头连接水平注射器，水平注射器连接针头，针头位于样品皿内；操控机构连接控制工业相机水平移动电动滑台、LED灯升降电动滑台、工业相机升降电动滑台、样品注入电机和数显微分头。2.根据权利要求1所述的油滴-海水间界面张力测试装置，其特征是：样品注入单元的针头为90°弯管针头，样品注入电机旋转带动微分头内轴旋转连接推进水平注射器，水平注射器连接90°弯管针头，90°弯管针头的出口向上。3.根据权利要求1或2所述的油滴-海水间界面张力测试装置，其特征是：样品注入单元设有石英样品皿移动电动滑台，操控机构连接控制石英样品皿移动电动滑台。4.根据权利要求1或2所述的油滴-海水间界面张力测试装置，其特征是：测量单元与样品注入单元在同一基准面上，测量单元轴线的投影线与样品注入单元轴线的投影线相互垂直。5.根据权利要求1所述的油滴-海水间界面张力测试方法，其特征是：油滴-海水间界面张力测试方法包括以下测试过...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建伟，章焱，赵宇鹏，安伟，钱国栋，宋莎莎，靳卫卫，栗宝鹃，
申请(专利权)人：中海石油环保服务天津有限公司，中海油能源发展股份有限公司安全环保分公司，
类型：发明
国别省市：天津;12