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原文传递一种旋转滴界面张力仪及其两相体积测量方法

专利名称：	一种旋转滴界面张力仪及其两相体积测量方法
摘要：	本发明公开了一种旋转滴界面张力仪及其两相体积测量方法，包括成像捕捉机构和样品试管，样品试管内预装有两相流体，样品试管上连接有驱动其做离心旋转的旋转机构，成像捕捉机构依次观测并测量样品试管中的内相的外形几何尺寸变化，内、外两相的体积比，以及内相旋转滴的表面积和体积,同时相应计算外相的外形几何尺寸变化。本发明，利用动态捕捉成像原理，将旋转滴的体积变化、油水比变化等参数进行实时的精确计算和校正，从而为校准和修正实际的界面张力值提供了数据支持。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	王雷
发明人：	王雷
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-20T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-08T00:00:00+0800
申请号：	CN201910534986.3
公开号：	CN110308071A
代理机构：	北京东岩跃扬知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	王玉鹏
分类号：	G01N13/02(2006.01);G;G01;G01N;G01N13
申请人地址：	100086 北京市海淀区花园路甲2号院1楼5单元1101室
主权项：	1.一种旋转滴界面张力仪，其特征在于，包括成像捕捉机构和样品试管，所述样品试管内预装有两相流体，所述样品试管上连接有驱动其做离心旋转的旋转机构，所述成像捕捉机构依次观测并测量所述样品试管中的内相的外形几何尺寸变化，内、外两相的体积比，以及内相旋转滴的表面积和体积,同时相应计算外相的外形几何尺寸变化。 2.如权利要求1所述的旋转滴界面张力仪，其特征在于，所述内相旋转滴的体积计算公式为：其中该公式以所述成像捕捉机构显示图像的左上角为原点构筑坐标系，以所述成像捕捉机构显示的内相旋转滴轮廓在所述坐标系x轴方向的投影单元设为xi，且xi的范围值设为(x1，xn)，以每个像素点为基本单位，该公式中： di—对于任意值的xi，所述内相旋转滴轮廓在所述坐标系y轴方向的投影值； Vi—所述内相旋转滴的体积单元； V—所述内相旋转滴的体积。 3.如权利要求2所述的旋转滴界面张力仪，其特征在于，在所述公式中： dx—所述旋转滴界面张力仪校准所获得图像像素在x轴方向上的实际长度，mm/pixel； dy—所述旋转滴界面张力仪校准所获得图像像素在y轴方向上的实际长度，mm/pixel。 4.如权利要求1所述的旋转滴界面张力仪，其特征在于，还包括与所述成像捕捉机构相对布置的背景光源，所述样品试管布置于所述背景光源和成像捕捉机构之间，所述样品试管的旋转轴与所述背景光源和成像捕捉机构的连线呈正交分布。 5.如权利要求4所述的旋转滴界面张力仪，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统分别与所述背景光源、成像捕捉机构以及旋转机构连接，所述控制系统启动所述旋转机构使所述样品试管做离心旋转运动，并通过所述成像捕捉机构测量所述样品试管内的旋转滴的几何尺寸。 6.如权利要求1所述的旋转滴界面张力仪，其特征在于，所述成像捕捉机构为读数显微镜或者显微摄像头。 7.如权利要求1至6中任意一项所述的旋转滴界面张力仪的两相体积测量方法，其特征在于，包括以下步骤：在所述样品试管内注入两相流体并封闭；将装好样品的所述样品试管稳定的沿轴线旋转，使两相流体处于一定的离心力场之中，密度小的流体在密度大的流体中沿旋转轴线形成一旋转滴；通过所述成像捕捉机构摄取内相旋转滴的图象，由影像或图象测量出内相旋转滴的几何尺寸。 8.如权利要求7所述的旋转滴界面张力仪的两相体积测量方法，其特征在于，在所述样品试管内注入两相流体时，先将两相流体中的高密度相充满所述样品试管并封闭，再将低密度相用微量注射器通过所述样品试管的橡胶端塞打入样品管；将测得的几何尺寸以及形成旋转滴状态的体积参数代入以下计算公式：其中该公式以所述成像捕捉机构显示图像的左上角为原点构筑坐标系，以所述成像捕捉机构显示的内相旋转滴轮廓在所述坐标系x轴方向的投影单元设为xi，且xi的范围值设为(x1，xn)，以每个像素点为基本单位，该公式中： di—对于任意值的xi，所述内相旋转滴轮廓在所述坐标系y轴方向的投影值； Vi—所述内相旋转滴的体积单元； V—所述内相旋转滴的体积。 dx—所述旋转滴界面张力仪校准所获得图像像素在x轴方向上的实际长度，mm/pixel； dy—所述旋转滴界面张力仪校准所获得图像像素在y轴方向上的实际长度，mm/pixel：再用所述成像捕捉机构观测到的总体积减上述公式计算得到的内相旋转滴体积即为外相体积。 9.如权利要求7所述的旋转滴界面张力仪的两相体积测量方法，其特征在于，在通过所述成像捕捉机构获得拍摄图像时，同时打开所述背景光源。 10.如权利要求7所述的旋转滴界面张力仪的两相体积测量方法，其特征在于，所述样品试管由低至高调整转速，使内相旋转滴稳定的、大小合适的呈现在所述成像捕捉机构的视角范围内。
所属类别：	发明专利