高溫高壓界面張力分析系統(tǒng)SL200HP專門(mén)針對(duì)有壓力和溫度條件下的接觸角、界面張力(油-水)以及表面張力(油-氣)而設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)zui高壓力可達(dá)70MPa,溫度范圍為-30-200℃,可廣泛應(yīng)用于測(cè)試隨著壓力和溫度變化的界面化學(xué)物性測(cè)試。特別設(shè)計(jì)的加熱池,專門(mén)用于加熱有粘度的樣品如原油,從而為本儀器用于油田行業(yè)分析不同壓力條件下的原油與三元、二元液的界面張力提供了可能,zui低油-水界面張力值可達(dá)0.001mN/m。同時(shí),配合專門(mén)的氣氛接口,可分析在不同壓力和溫度條件下的液-氣表面張力值,如表面活性劑水溶液和二氧化碳的表面張力值。
如何在高溫高壓條件下測(cè)試接觸角和界面張力值
在固體水平平面上滴上一滴液滴,在固體表面上的固-液-氣三相交界點(diǎn)處由其氣-液界面和固-液界面兩切線把液相夾在其中時(shí)所形成的角稱為接觸角。
1、高溫高壓條件下的接觸角測(cè)試:通常情況下,油滴或水滴液滴的形狀受重力影響而不形成一個(gè)球冠,常用方法如θ/2法或圓擬合法通常不能用于分析這種條件下的接觸角值, 這種有重力影響的接觸角的測(cè)量通常采用Young-Laplace擬合技術(shù)(ADSA™)。
2、高溫高壓條件下的液/氣表面張力或液/液界面張力值的測(cè)試:在高溫高壓條件下,懸掛滴的外形輪廓可以用以表征其表面化學(xué)性質(zhì)。采用停滴法(Constrained Sessile drop method)或懸滴法(Pendant drop method)的方法,通過(guò)分析液滴的輪廓并將使用Young-Laplace方程,就可以分析得到熔液的表面張力值及其相應(yīng)的體積大小。
Young-Laplace擬合技術(shù)以及ADSA™界面化學(xué)分析系統(tǒng)CAST®3.0
本系統(tǒng)通過(guò)攝錄下單張或基于時(shí)間變化的多張液滴(Drop)或氣泡(Bubble)的圖像,采用亞像素級(jí)的圖像識(shí)別技術(shù)分析所捕捉到的圖像中的關(guān)鍵信息如圖像邊緣等,利用有限的如密度、重力加速度、時(shí)間等參數(shù),通過(guò)復(fù)雜的數(shù)學(xué)分析模型(Young-Laplace方程曲線擬合),將液滴輪廓邊緣曲線與數(shù)學(xué)模型分析得出的的理論曲線通過(guò)特殊圖像曲線擬合技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析,進(jìn)而得出如液-氣表面張力值、液-液界面張力值、固-氣接觸角值、液-液-固三相體系接觸角值等物理化學(xué)參數(shù)。
我們團(tuán)隊(duì)的核心技術(shù)正是在于通過(guò)近30年的努力,將Young-Laplace方程曲線(ADSA™技術(shù))的擬合技術(shù)充分應(yīng)用到界面化學(xué)性質(zhì)的分析中來(lái)。
γ(1/R_1 +1/R_2 )=Δρgz+2γ/b
典型應(yīng)用領(lǐng)域
- 油田行業(yè)三次采油,比如三元、二元驅(qū)開(kāi)發(fā),二氧化碳驅(qū)等
- 分析高溫高壓條件下表面張力或界面張力值 (壓力zui高可達(dá)75Mpa,溫度zui高可達(dá)200℃)
- 表面活性劑開(kāi)發(fā)
結(jié)構(gòu)示意圖:
超高溫高壓接觸角儀產(chǎn)品特色
一、技術(shù)的高溫高壓腔體,更安全、操控更方便
1、提供各種壓力范圍的高溫高壓腔體(10M Pa, 30M Pa, 50M Pa, 70M Pa 或定制)以滿足客戶的各種需求;
2、根據(jù)油浴情況,溫度范圍可為-30-200℃; 也有定制溫度范圍;
3、更易更換高壓管以及針頭,更易清潔腔體和樣品管,以避免二次交叉污染;
4、*提供油樣加熱樣品池,以利于像原油等高粘度樣品的進(jìn)樣,形成一個(gè)符合Young-Laplace方程的液滴形狀;
5、提供快速接頭,以連接惰性氣體或CO2.
二、更為專業(yè)、操控更方便的機(jī)械結(jié)構(gòu)
1、*提供三維(XYZ)鏡頭以及相機(jī)高精度位移平臺(tái),以利于更方便的控制成像;
2、*提供相機(jī)二維水平調(diào)整功能,以利于更好的查找基線;
3、專業(yè)的背景光傾斜調(diào)整平臺(tái),以利于更好的成像;
三、更加清晰、速度更快的成像系統(tǒng)
1、采用了世界zui的輪廓鏡頭,成像更清晰,輪廓更明顯;
2、6.5倍工業(yè)連續(xù)變倍鏡頭,放大率0.35-4.5X,視野變化范圍更大,適合各種體積樣品測(cè)值;
3、超長(zhǎng)工作距離鏡頭,有效避免高溫對(duì)成像系統(tǒng)的影響;
4、引用了德國(guó)*高速攝像機(jī),速度達(dá)高達(dá)87幀/秒(WVGA制式)-340幀/秒(GIF)
三、世界的界面化學(xué)分析系統(tǒng)CAST3.0
1、應(yīng)用更為廣泛
可用于測(cè)試停滴法(Sessile drop)和氣泡捕獲法( Captive bubble)時(shí)的表面/界面張力值以及接觸角值,也可用于分析懸滴法(pendant drop)時(shí)的液-氣和液-液體系的表面/界面張力值。
2、測(cè)值精度更高
(1)區(qū)別于選面法(Select plane)技術(shù)條件下的Young-laplace擬合技術(shù),真實(shí)液滴法(RealDrop™)無(wú)經(jīng)驗(yàn)值標(biāo)定,采用AFLI技術(shù)以及第四代真實(shí)液滴法技術(shù),測(cè)值精度更高。
(2)*的液-氣和液-液界面張力測(cè)試系統(tǒng),我們?yōu)槟?提供基于Bashford-Adams表、龍格庫(kù)拉方程解法的兩種方法的Young-Laplace方程擬合法,可用于振蕩滴測(cè)試以及中高粘度樣品表面張力測(cè)值和表面活性劑動(dòng)態(tài)表面/界面張力測(cè)值、振蕩滴(oscillating drop)測(cè)試。
3、更強(qiáng)大的分析測(cè)試功能
(1)6種分析液滴形態(tài):
停滴(2、3態(tài))、懸滴、氣泡虜獲法、插板法以及振蕩滴法,多種液滴形態(tài)均可適用;
(2)7種計(jì)算接觸角方法、約20種曲線擬合技術(shù):
*提供θ/2法、圓擬合法、橢圓擬合法、真實(shí)液滴法、Spline曲線擬合法、Young-laplace方程擬合法(第四代技術(shù))、曲線尺法(切線法)等,全面適用于分析動(dòng)態(tài)/靜態(tài)接觸角值。
其中,*采用諸如Circle、Spline、Gaussian、Power等20種曲線擬合技術(shù)的曲線尺法,為您:
- 分析前進(jìn)/后退角,滾動(dòng)角值;
- 分析不規(guī)則角度值;
提供了*可能。
(3)12種表面自由能估算模型,在估算固體材料表面自由能及其分量有了更多的選擇:
*提供如Equation of State ( Neumann et al. )、Good-Girifalco、Owen-Wendt-Rabel、Simple Fowkes、Extended Fowkes、WU法1-2、Schultz法1-2、Acid-base(Van OSS & Good)、Jhu、Zizman臨界表面張力法等共12種表面自由能估算方法,不但能分析低能固體表面,也能分析高能固體表面,以及他們的分布(色散力、極性力、氫鍵值、路易斯酸堿等)。
(4)*的固體材料可潤(rùn)濕性包絡(luò)圖(Wetting Behavior Analysis / wetting envelopes,WBA)技術(shù)可以輕松分析液體表面能分量組成以及液體在固體材料表面上的潤(rùn)濕和鋪展特性等。
(5)*的錄相功能,可將測(cè)值過(guò)程錄相為AVI格式,以供使用。
(6)強(qiáng)大的Rod、Thread以及板法界面張力和接觸角測(cè)試技術(shù),可用于分析單纖維的接觸角值。
4、更加全自動(dòng)、人性化、高精度的功能設(shè)計(jì)
(1)標(biāo)準(zhǔn)化的視頻工作模式,兼容性更好。
標(biāo)準(zhǔn)化的視頻工作模式設(shè)計(jì),可實(shí)現(xiàn)多種接觸角儀主機(jī)系統(tǒng)的無(wú)縫升級(jí),可應(yīng)用于世界多種接觸角分析儀主機(jī)系統(tǒng),讓你充分享受CAST®3.0軟件技術(shù)帶來(lái)的便利性。
(2)實(shí)時(shí)圖像分析技術(shù)
可自動(dòng)分析基于時(shí)間變化的界面張力/接觸角/體積/潤(rùn)濕線等,且圖像與數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng),可重復(fù)調(diào)出測(cè)試圖像進(jìn)行二次數(shù)據(jù)分析。
(3)自動(dòng)水平線(Base line)技術(shù),曲面修正技術(shù)
可用于分析下凹面或上凸面接觸角值;且,*提供基于整圓曲線擬合以及單邊任意形狀曲線擬合技術(shù)的曲面校正方法,操作更方便,測(cè)值更精確。
(4)“雙軟件觸發(fā)技術(shù)”,可以分析各種復(fù)雜的動(dòng)/靜態(tài)接觸角值:
CAST®3.0*的雙軟件觸發(fā)技術(shù),可以用于分析簡(jiǎn)單的靜態(tài)接觸角,也可以分析前進(jìn)/后退角,滾動(dòng)角,隨時(shí)間變化(標(biāo)準(zhǔn)版本為25張/秒,可選購(gòu)更高速度的相機(jī))的接觸角值,更可以分析諸如粉體、纖維、紙張、人造骨膜等吸水性物質(zhì)的零時(shí)間點(diǎn)接觸角值。應(yīng)用范圍更廣,測(cè)值更精確。
(5)更為人性化的操作界面:
- CAST3.0*采用新一代向?qū)讲僮鹘缑?,每?xiàng)操作的設(shè)置均由后臺(tái)自動(dòng)完成,你只要按“上一步”或“下一步”,根據(jù)軟件的提示,就可以將復(fù)雜的接觸角、表面自由能分析等交與我們的軟件工作了,結(jié)合我們多達(dá)140頁(yè)左右的詳細(xì)操作手冊(cè),無(wú)需更多的專業(yè)培訓(xùn),你就可以輕松上陣了。
- 基于Unicode技術(shù)的軟件界面設(shè)計(jì),全中文操作界面,讓你使用更為方便。
(6)全自動(dòng)分析接觸角值、粘附功、表面自由能值:
- 真正的全自動(dòng):你只要按測(cè)試,軟件自動(dòng)將圖像捕獲、接觸角計(jì)算、保存數(shù)據(jù)以及實(shí)時(shí)顯示測(cè)值數(shù)據(jù)等各分步動(dòng)作完成,而無(wú)須人工干涉;
- 雙擊人工修改,即可方便分析圖像進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)的調(diào)整并保留調(diào)整記錄,以避免自動(dòng)測(cè)值誤差的存在。
- 實(shí)時(shí)顯示諸如左右接觸角值、平均接觸角值、粘附功值、低能表面一液法表面自由能(Equation of state)估算值等有用數(shù)據(jù),而無(wú)須另行特別計(jì)算。
(7)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能
- 強(qiáng)大的液體庫(kù)數(shù)據(jù)
*提供多達(dá)300種液體、800個(gè)液體表面張力及其分量數(shù)據(jù),可以直接作為參考數(shù)據(jù)引用,也可以更快捷的分析固體表面能及其分量。
- 強(qiáng)大的測(cè)值數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能,可以更方便的保存數(shù)據(jù)以及查詢、導(dǎo)出數(shù)據(jù):
- 基于Access數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng),為您提供強(qiáng)大的:
實(shí)時(shí)保存測(cè)值數(shù)據(jù)并建立索引;測(cè)試數(shù)據(jù)與圖片一一對(duì)應(yīng),選中數(shù)據(jù)項(xiàng)時(shí),對(duì)應(yīng)圖片自動(dòng)顯示出來(lái);歷史數(shù)據(jù)查詢功能;歷史數(shù)據(jù)人工修改功能;歷史數(shù)據(jù)備份、導(dǎo)入功能;數(shù)據(jù)庫(kù)壓縮功能等。測(cè)值數(shù)據(jù)可導(dǎo)出功能,全面提升數(shù)據(jù)的可用性;
- 所有測(cè)值數(shù)據(jù)可以導(dǎo)出為EXCEL文檔以及BMP標(biāo)準(zhǔn)格式圖片文件,以方便您將數(shù)據(jù)寫(xiě)入各種科學(xué)文章和測(cè)試報(bào)告中去。
超高溫高壓接觸角儀技術(shù)參數(shù)
壓力腔體指標(biāo) | 可提供壓力范圍包括10MPa, 30MPa, 50MPa, 70MPa |
zui大壓力范圍 | -70MPa ( 壓力范圍根據(jù)選購(gòu)不同而不同) |
溫控方式 | 外接恒溫水槽或高溫油浴 |
zui高溫度范圍 | 200℃ |
溫控范圍 | -30-200℃ (取決于所選購(gòu)的恒溫水槽或油浴) |
觀察窗材料 | 藍(lán)寶石(50MPa以上) or 石英玻璃 (低于30MPa) |
觀察窗大小 | ≈18mm |
腔體材料 | 不銹鋼 (Hasloy C276 可選) |
內(nèi)腔體積 | 約 12.7 mL |
壓力值讀取方式 | 數(shù)字壓力傳感器,數(shù)顯壓力表,分辨率:0.01MPa, 精度: 0.25, zui大壓力值: 100M Pa, 通訊接口: RS485 |
油樣加熱樣品池 | 標(biāo)準(zhǔn)提供油樣加熱樣品池,用于注入特殊樣品,比如有粘的原油樣品 |
溫控方式 | 外接恒溫水槽或高溫油浴 |
zui大溫度 | 200℃ |
溫度范圍 | -30-200℃ (取決于所選購(gòu)的恒溫水槽或油浴) |
溫度傳感器 | PT100 ,精度:0.1℃ |
高壓增壓泵 | 形成一個(gè)液-氣兩相液滴(一個(gè)泵)或液-液兩相液滴(兩個(gè)泵) |
控制方式 | 手動(dòng) (自動(dòng)增壓泵供選) |
zui高壓力值 | 85MPa |
排氣口 | 容器下方提供一個(gè)排氣口 |
增壓泵受體內(nèi)zui大容積 | 100mL (石英玻璃容器體積約 250mL) |
高壓閥以及樣品管 | 不銹鋼或Hasloy C276 可選 |
視頻系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu) | |
3維平移臺(tái)控制機(jī)械 | XY軸移動(dòng)范圍: 60mm;精度:0.01mm;Z軸移動(dòng)范圍:13mm ;精度:0.01mm. |
二維水平臺(tái) | 采用了千分頭控制視頻系統(tǒng)的水平 |
一維傾斜平臺(tái) | 調(diào)整背景光的傾斜角度 |
重量以及外觀尺寸 | |
主體外觀尺寸 | 90(L)*35(W)*65 (H) cm |
主機(jī)重量 | 41kg |
增壓泵外觀尺寸 | 18(L)*90(W)*60 (H) cm / 臺(tái) |
增壓泵重量 | 34kg / 臺(tái) |
超高溫高壓接觸角儀