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      1. OSA™ Optical Tensiometers - OT200
        光學表/界面張力測量儀 - 高級專家型

        OT200張力測量儀是OSA™系列光學張力測量儀中的高級專家型:構造堅固耐用、測量準確可靠、可附加多套自動加液系統、可配置多種測量方法、具有很強的可擴展性,既可輕松地應付日復一日的日常測量工作,又適用于完成挑戰性的復雜測試任務。從簡單的液體在氣相中的靜態表面張力、動態表面張力的測量、到液/液-界面張力的測量,表面活性劑對表/界面張力的影響及其特性/效果的表征,臨界膠束濃度CMC的手動或全自動測量,表面活性劑分子從體相到界面的遷移、在界面的吸附動力學研究,表面活性劑分子存在時界面的流變現象(Surface Rheology)考察,再到高溫下高分子/金屬合金熔融液表面張力(包括密度)的測量等,OT200為液/氣-和液/液-界面的表面和界面張力的測量/分析,研究與此相關的現象和各種影響因素,以及對表面活性劑的篩選、配方組成優化以及各類溶液的表面活性實時監視等提供了一款目前市場上應用范圍最廣泛,測量結果準確、可靠的專家型光學張力測量儀(Optical Tensiometer),其各方面的性能都要明顯地優于傳統的基于稱重的張力測量儀(Force Tensiometer)。

        OT200張力測量儀通過對一液/流/固-體系形成的液/流-界面(meniscus)進行光學觀察、測量,對得到的界面邊緣進行全輪廓分析、計算,從而獲得對應于界面的表面/界面張力值;通過跟蹤界面隨時間的變化測定表面/界面張力值與時間的依賴關系;而任何表面活性物質在界面的濃度、排列/取向/構象等的變化以及外在因素如電場的作用也將導致界面輪廓的相應變化。OT200張力測量儀支持的液/流-界面(meniscus)包括:

        • 懸滴(pendant drop),包括上升懸滴(emerging/rising pendant drop),它可以是

          • 一液體在氣相(如液體的飽和蒸汽或空氣)中形成的液/氣-懸滴,

          • 一(密度較高的)液體在另一互不相溶(密度較低的)液體中形成的液/液-懸滴,

          • 一氣體(如空氣)在一液相形成的上升氣/液-懸滴(emerging/rising drop),或

          • 一(密度較低的)液體在另一互不相溶(密度較高的)液體中形成的液/液-上升懸滴(emerging/rising drop)。

        • 座滴(sessile drop),包括受俘氣泡(captive bubble)和受 俘 座 滴 法 (constrained sessile drop),它可以是

          • 一液體在氣相(如液體的飽和蒸汽或空氣)中形成的液/氣-座滴,

          • 一(密度較高的)液體在另一互不相溶(密度較低的)液體中形成的液/液-座滴,

          • 一氣體在一液相形成的受俘氣泡,或

          • 一(密度較低的)液體在另一互不相溶(密度較高的)液體中形成的液/液-受俘座滴。

        • 液橋(liquid bridge)界面,它可以是

          • 一液體在氣相(如液體的飽和蒸汽或空氣)中形成的液/氣-液橋界面,

          • 一氣體在液相中形成的氣/液-液橋界面,或

          • 一液體在另一互不相溶的液相中形成的液/液-液橋界面。

          支撐液橋界面的固體表面可以是圓柱形表面,球面,或薄板平面

        這些不同的界面構型(interface configurations)拓展了這一測量方法的應用范圍,使其能適用于各類不同的體系,各種不同的應用和多種不同環境下的測量。

        準確可靠、適用廣泛:當今最先進的表/界面張力測量技術的代表 Precise / Reliable / Versatile - the most sophisticated technique for measuring interfacial activities

        OT200系列突出地表現在其經過周密思考的、正對實際應用需求而設計制作的精密機械構造:系統需要頻繁動作的移動單元,包括樣品平臺和注射器/加液針頭的移動調節,均是在直線軸承或直線導軌輔助下由精密絲桿驅動,以確保傳動平穩、輕松、精密而又快速,從而盡量提高使用的舒適度和方便性。

        儀器采用低變形率遠心工業視覺鏡頭和高分辨率單色工業視覺相機組成的高品質的光學成像組件:遠心光學鏡頭具有較大的恒定光學放大倍數深度和非常合適的視野范圍;相機支持ROI / sub-sampling,使得它在具備高分辨率的同時也十分適合高速變化的動態過程如動態表面張力等的測量。背光照明采用單色LED光源,加上精密的聚焦調節和軟件的調焦質量準確指示,以確保得到的圖像輪廓清晰分明,為獲得準確、可靠的測量結果奠定了先決條件。

        由精密微分頭驅動的手動加液系統,可裝載精密玻璃注射器或一次性塑料注射器:既便于測量不同屬性的液體和快速、方便地更換不同的試樣,又可精確地控制液滴的體積和形成的速度。儀器還可配備多款多功能自動液體分配單元,可在軟件的控制下不僅完成多種自動加液測量模式,而且可把加液動作嵌入到復雜的測量步驟中,使得許多復雜的測量任務(如全自動表面/界面張力測量,界面面積調制/控制和松弛效應研究等)成為可能,而且往往可通過單次點擊就能實現。

        作為整個測量系統的靈魂和大腦的軟件為用戶提供了功能強大、性能突出而又操作簡易的測量界面,其中的許多項目無論在功能的獨特性還是在性能的優越性方面在這一領域均是出類拔萃的。軟件采用的準確的亞像素(sub-pixel)界面輪廓坐標檢測,相當于把圖像的分辨率額外地提高好幾倍;它能夠自動識別液/固/流-三相接觸 線、從而自動確定液滴界面分析區域,并且能自動識別形成的液滴是否適合于提供可靠的計算結果;計算基于界面全輪廓分析法,確保了測量的通用性以及得到的結果的準確、可靠性;軟件支持低界面張力懸滴法,擴大了懸滴法的低值端的測量范圍,同時又支持無頂部(No-Apex)懸滴計算法,消除了垂直視野范圍對測量的限制,使其同樣適合測量高界面張力的體系;計算時還能自動校正相機的水平傾斜,并且必要時能對成像系統的影象失真進行校正等,以確保始終獲得可靠的測量結果、提高測量的抗出錯能力(robustness)。

        作為擴展功能,OT200提供的基于液橋(liquid bridge)界面的表/界面張力測量方法為測量二相密度接近的液/液-體系的界面張力,和測量高分子熔融體的表面張力提供了一個嶄新的途徑:利用這一測量方法,可以實現高分子熔融體表面張力隨溫度變化的全自動掃描測量,并且也不大大簡化(甚至免除)了測量完成后的清洗步驟。

        特征和優勢 Features & Benefits

        • 高級專家型表/界面張力測量儀:準確、可靠,通用,自動;

        • 適用范圍廣泛的測量方法:包括可測量值范圍,可測量時間范圍,可測量體系范圍,可測量條件范圍等。

        • 可配置多套自動加液系統:促進和簡化復雜測量任務,降低日常測量勞動強度;實現測量的完全自動化,完成許多獨特的測量任務。

        • 可擴展性:不斷適應工作需求的變化,通過配置附件或擴展件,是儀器成為一款多功能的表面測量分析儀;

        • 主要面向:科學研究和產品研發;

        • 杰出的功能和性能,杰出的性價比;

        • SurfaceMeter™軟件:功能廣泛,性能杰出。

        一臺儀器,多重任務 One Device for versatile Tasks

        OT100系列除了用于測量表/界面張力以及相關的參數以外,可根據需要通過擴展使其勝任多種多樣的任務,包括用于測量接觸角和表面自由能以及進行潤濕表征等。

        • 可選配多達三套自動加液單元,以提高測量的自動化程度和完成復雜的測量任務;

        • 可添加全自動滴體積張力計(drop volume tensiometer)模塊:其性能甚至優于獨立的滴體積張力計;

        • 可添加全自動臨界膠束濃度CMC測量模塊:唯一的基于光學方法的全自動、靜/動態CMC測量法;

        • 可添加基于液橋(liquid bridge)界面的表面/界面測量方法: 為測量一些迄今高難度體系的表/界面張力,提供了一個嶄新的方法;

        • 可添加實時測量模塊:用于實時測量/監視體系的表面活性;

        • 可添加各種溫度范圍的測試室:從 約 -20°C 到約 +400°C;

        • 可選配高速模塊:用于進行快速動態過程的測量;

        • 可添加接觸角和表面自由能測量模塊:用于表征液/固-界面的潤濕性,使其成為一款杰出的表面分析測量儀。

        任務和應用舉例 Tasks and Applications

        • 液體表面張力,包括動態表面張力的測量;

        • 液/液-界面張力,包括動態界面張力的測量;

        • 全自動臨界膠束濃度CMC測量:靜態或/和動態CMC全自動測量;

        • 表面活性劑濃度或活性測量分析(包括實時監測);

        • 液體(如水)中表面活性污染物質的檢測;

        • 用于測量各種燃油的純度和分解/氧化物含量:比如根據ASTM D-971;

        • 用于測量高聚物熔融態的密度。

        主要技術參數 Technical Data

        表面/界面張力測量:

        • 范圍:0.001 – 2000 mN/m

        • 精度:0.1%(采用懸滴法時,相對于測量值)

        • 分辨率:0.01 mN/m或0.01%(采用懸滴法時,相對于測量值)

        儀器尺寸和重量:

        • 600mm (L) x 200mm (W) x 420mm (H), ca. 21kg