1. Основные системы измерения давления

Это « сенсорный центр» прибора, который отвечает за точный захват изменений давления в процессе образования пузырьков и непосредственно определяет точность измерения.

Высокоточный датчик давления: это основной элемент измерения давления, который должен быть способен обнаруживать небольшие колебания давления (обычно с точностью до 0,1 Па). Когда пузырьки образуются на кончике капилляра и растут до критического состояния, датчик собирает сигналы давления в реальном времени и преобразует физическое давление в электрический сигнал, который может быть идентифицирован цепью. Его чувствительность, линейность и стабильность напрямую влияют на точность расчетов конечного натяжения.

Модуль обработки сигналов давления: после получения исходного электрического сигнала, выводимого датчиком, сигнал помех удаляется фильтром, усилением, модульным преобразованием (преобразованием A / D) и другой обработкой, аналоговый сигнал преобразуется в цифровой сигнал, а затем передается в блок обработки данных для расчета.

2. Компоненты образования пузырьков и управления ими

Эта часть отвечает за создание пузырьков контролируемым образом, гарантируя, что процесс образования пузырьков соответствует принципам тестирования, таким как уравнение Ламеллы или модель Максвелла.

Прецизионные капилляры / зонды: являются ключевыми компонентами контакта пузырьков с жидкостью, и размер их внутреннего диаметра (обычно от нескольких десятков до нескольких сотен микрон) должен быть точно выбран в соответствии с диапазоном натяжения тестируемой жидкости (чем меньше натяжение, тем меньше внутренний диаметр капилляра обычно). Конец капилляра должен быть полирован, чтобы обеспечить гладкую поверхность, регулировку края, чтобы избежать аномальной формы пузырька из - за дефекта кончика, влияющего на измерение давления. Некоторые приборы оснащены сменными капиллярными наборами для удовлетворения различных потребностей тестирования.

Система микроотбора проб / инфузии: точное регулирование скорости образования пузырьков путем управления скоростью подачи газа (например, азота, воздуха) или жидкости высокоточным инъекционным насосом или ползучим насосом (обычно цикл образования пузырьков составляет от нескольких секунд до нескольких десятков секунд). Стабильная скорость доставки обеспечивает равномерный рост пузырьков и избегает пиковых нарушений давления из - за колебаний скорости потока, что является предпосылкой для получения стабильного максимального давления.

3. Компоненты среды тестирования образцов

Обеспечить стабильную и контролируемую среду для тестирования, уменьшая помехи от внешних факторов для состояния поверхности / интерфейса жидкости.

Пул для отбора проб / испытательный контейнер: используется для хранения проб подлежащих измерению жидкостей, обычно изготовленных из инертных материалов (например, стекла, тетрафторэтилена) во избежание химической реакции или физической адсорбции с образцами. Некоторые пулы образцов имеют термостатическую функцию (контроль температуры с помощью водяной ванны или элементов парли) и могут поддерживать тестовую температуру в заданном диапазоне (точность обычно ±0,1°C), поскольку температура оказывает значительное влияние на поверхностное натяжение жидкости, а термостатическая среда является важным условием для обеспечения повторения данных.

Модуль экологического контроля: Некоторые приборы оснащены пылезащитными, вибрационными испытательными полостями или могут проникать в инертные газы, чтобы изолировать воздух, чтобы избежать испарения образца, окисления или загрязнения поверхности образца внешними примесями, особенно для испытаний летучих, легко окисляемых жидкостей (например, органических растворителей, биологических жидкостей).

4. Система привода и управления

В качестве « исполнительного и командного центра» прибора координирует работу компонентов по заданной программе для достижения автоматизированного тестирования.

Приводный блок: включает в себя цепь привода насоса, цепь управления температурой и т. Д. В соответствии с инструкциями системы управления, приводной инъекционный насос, устройство контроля температуры и другие компоненты работы, чтобы обеспечить скорость генерации пузырьков, тестовую температуру и другие параметры стабильной работы в соответствии с заданным значением.

Главная управляющая плата / микропроцессор: получает параметры, вводимые пользователем через интерфейс управления (например, внутренний диаметр капилляра, тестовая температура, цикл пузырьков), отправляет инструкции на каждый приводной блок в соответствии со встроенной программой, одновременно синхронизируя прием сигнала датчика давления и координируя хронологию всего процесса тестирования.

5. Компоненты обработки и отображения данных

Ответственный за вычисления натяжения, хранение данных и представление результатов, является ядром взаимодействия прибора с пользователем.

Модуль обработки данных: на основе заданной формулы расчета поверхностного / интерфейсного натяжения (например, гамма = дельта P max x r / 2, в которой дельта P max - максимальная разность давления, r - капиллярный радиус), в сочетании с данными о давлении, собранными датчиком, параметрами капилляра, вводимыми пользователем, автоматически вычисляется значение натяжения. Некоторые продвинутые алгоритмы также могут плавно обрабатывать данные, удалять аномалии и повышать надежность результатов.

Интерфейс взаимодействия человека и машины: состоит из дисплея (например, сенсорного экрана) и операционных клавиш / программного обеспечения, пользователь может установить параметры тестирования через интерфейс, запустить / остановить тест, просматривать кривые давления, значения натяжения и другие данные в режиме реального времени. Инструменты обычно поддерживают хранение данных (например, сохранение в формате Excel, TXT), воспроизведение кривых и генерацию отчетов для облегчения последующего анализа данных.