DataPhysics – SVT – Spinning drop video tensiometer

SVT 25

Spinning drop videotensiometeret SVT 25 er et kompakt optisk måleinstrument for bestemmelse av lave til ultralave grensesnittspenninger og reologiske grensesnittegenskaper. Høyeste presisjon og reproduserbarhet av måleresultatene er garantert av en veletablert måleteknikk og førsteklasses mekaniske og optiske komponenter. På grunn av toppmoderne elektroniske komponenter kan SVT 25 betjenes intuitivt via TP 50 kontrollpanel .

For en effektiv måleprosedyre er målecellen, med den roterende kapillæren, montert på et vippebord, som lar operatøren enkelt flytte den aktuelle dråpen inn i kameravisningen. Det raske 6,5-fold zoomobjektivet med finfokus muliggjør en analyse av både små og store dråper.

På grunn av det høyytelseskameraet med USB 3 -grensesnitt kan den roterende dråpen analyseres med eksepsjonell oppløsning. Raske prosesser, f.eks. under oscillasjonseksperimenter, kan fanges opp med opptil 3250 bilder/s . Når det er oppdaget, spores fallet automatisk av det bevegelige kameraet .

En svært dynamisk måledrift skaper en jevn rotasjon selv ved høyeste rotasjonshastigheter på opptil 20 000 omdreininger/min . I tillegg tillater den sinusformede endringer i omdreiningshastighet for oscillasjonsmålinger og for raske rotasjonshastighetstrinn med maks. akselerasjon på opptil 500 o/s 2 .

Prøver kan enkelt plasseres inne i SVT 25, i løpet av sekunder, på grunn av hurtigutveksling av kapillærer med perfekt tilpasningsnøyaktighet. Derfor kan de høyeste gjennomstrømningsratene sikres. For å unngå omfattende rengjøringsprosedyrer kan engangsglassrør med tilhørende holdere også brukes til målingen.

Observasjonsvinduene til målecellene til SVT 25 kan enkelt fjernes ved å åpne kun to riflede skruer og er enkle å rengjøre i tilfelle de kommer i kontakt med prøvemateriale.

Temperaturer innenfor området -30 °C til 180 °C kan nås inne i de temperaturkontrollerte målecellene . Dette legger til rette for rekreasjon av mange ulike miljøforhold. På grunn av en spesialdesignet kapillær og en resulterende høyere trykktoleranse kan SVT 25 til og med brukes med vannbaserte løsninger ved opptil 130 °C .

Egenskaper

• Måling av lave til ultralave grensesnittspenninger basert på konturen av spinnende dråper i henhold til modeller av Vonnegut, Cayias-Schechter-Wade eller Young-Laplace
• svært dynamisk måledrift med 0 … 20000 omdreininger/min
• oscillasjonsmålinger med oscillasjonsperioder på 0,5 s …∞ og maks. akselerasjon på 500 o/s 2
• motorisert vippebord
• raskt 6,5-fold zoomobjektiv med integrert kontinuerlig finfokus
• motorisert bevegelig optikk for automatisk å følge bevegelige fall
• høyytelseskamera med USB 3-grensesnitt, 2/3″ sensor, maks. 2048 x 1088 piksler, maks. 3250 rammer/s
• presist, raskt og enkelt å bruke kapillærutvekslingssystem
• LED-belysning med strobefunksjon og justerbar spaltemembran
• temperaturkontrollerte måleceller for temperaturer fra -30 °C til 180 °C
• spesialkapillær for måling av vannbaserte løsninger ved opptil 130 °C
• automatisk kalibreringsfunksjon for å korrigere optiske forvrengninger forårsaket av kapillærene (sylindriske linseeffekter)
• TP 50 kontrollpanel med berøringsskjerm og presisjonskontrollhjul

Spinning Drop Tensiometri

Spinning drop tensiometri er den foretrukne teknologien for å måle ekstremt små grensesnittspenninger. Metoden er basert på optisk konturanalyse av en dråpe. Denne dråpen, i stedet for å henge fra en doseringsnål og bli utsatt for gravitasjon, er plassert inne i en roterende kapillær .

Inne i kapillæren skyver sentrifugalkraften den tettere væsken som omgir dråpen utover mens den mindre tette dråpen blir presset mot rotasjonsaksen. Derfor deformeres dråpen sylindrisk og dens grenseflateareal øker. Grenseflatespenningen motvirker denne arealøkningen og kan dermed bestemmes ved å analysere likevektsdråpeformen.

Vonnegut-evaluering

En enkel og etablert evalueringsmetode for sterkt forlengede dråper er grenseflatespenningsberegningen av Vonnegut. Her blir formen som dråpen antar ved rotasjon med vinkelhastigheten ω tilnærmet av en sylinder. Sylinderen har en rotasjonsenergi som avtar med avtagende radius, noe som kompenserer for økningen i grensesnittenergi på grunn av økende forlengelse og grenseflateareal. I likevektstilstanden nås et energiminimum. Vonnegut-ligning:

Dråpedeformasjon med spinnende dråpeprinsippet

Forbedret oljeutvinning (EOR)

Ultralave grensesnittspenninger forekommer spesielt i mikroemulsjoner som brukes for eksempel til økt oljeutvinning . Ved passende forhold dannes mikroemulsjoner spontant fra vann, olje og overflateaktivt middel. Den termiske stabiliteten til mikroemulsjonen spiller en avgjørende rolle da temperaturene i oljereservoaret kan nå langt over kokepunktet til vann. Målinger med overopphetede vandige løsninger på opptil 130 °C er således et viktig skritt i forskningen av passende overflateaktive

Grenseflatereologi

Med spinning drop tensiometri er det også mulig å analysere hvordan et grensesnitt reagerer når området forstørres eller reduseres ( grensesnittreologi ). For eksempel, hvor raskt kan overflateaktive stoffer fra bulken adsorbere ved grensesnittet for å stabilisere en nydannet emulsjon? For å undersøke slike spørsmål varieres rotasjonshastigheten i et spinnende dråpeeksperiment, typisk på en oscillerende måte, som direkte resulterer i en endring av størrelsen på grensesnittområdet.