[发明专利]基于STM32单片机智能控制的液体表面张力仪及其使用方法

说明书

本发明公开了一种基于STM32单片机智能控制的液体表面张力仪，包括上位机、匿名数传、OLED显示屏、单片机、微拉力计、液体表面张力系数测量仪、吊环、检测杯和排水阀门、温控系统；所述单片机电连接上位机、OLED显示屏和微拉力计，所述微拉力计电连接液体表面张力系数测量仪，所述微拉力计线连接吊环，所述吊环浸入检测杯的液体内，所述检测杯侧壁上设置有排水阀门，所述温控系统接电源，且温控系统的测温探头浸入检测杯的液体中，温控系统的加热膜粘在检测杯内壁上；本发明可以直接通过上位机上的波形图、数码管电压显示屏显示的电压、突变电压值轻而易举地得到表面张力突变对应的电压值，进而求出张力。

技术领域

本发明属于电子信息技术领域，涉及一种基于STM32单片机智能控制的液体表面张力仪及其使用方法。

背景技术

液体表面张力系数是液体的重要热学参量，在众多领域都得到了广泛的应用，了解液体表面张力的性质与现象，并掌握测定液体表面张力系数的方法具有重要意义。目前主要的测量液体表面张力的途径有吊环法、悬滴法、旋转液滴法、最大气泡压力法等。

吊环法结合拉脱法是目前使用最为普遍的方法。然而传统吊环法通常具有操作性差、误差大、读数不准确等问题。拉脱法的实验过程中，数据会发生剧烈抖动，肉眼难以准确定位数据，造成数据的不确定度大大增加，严重影响实验结果。传统方法只能在特定温度条件下测量数据，数据样本少，可信度低。

综上，我们采取了基于STM32单片机的液体表面张力仪实现智能准确测量液体表面张力的目的。该装置适用于各种环境，且安装便捷，操作简单，较为实惠，很有推广价值。

发明内容

发明目的：针对当前传统测量表面张力方式通常具有的操作性差、误差大、读数不准确等问题，本发明提供了一种基于STM32单片机智能控制的液体表面张力仪及其使用方法，该装置抛弃了传统的数据采集方式，利用单片机来实现一体化测量分析并可视化的效果。本发明将温度控制、上位机数据传输、波形显示、跳变沿捕捉等功能集成在该装置上，旨在简单、快速、高效地实现表面张力测量。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于STM32单片机智能控制的液体表面张力仪，包括上位机、匿名数传、OLED显示屏、单片机、微拉力计、液体表面张力系数测量仪、吊环、检测杯和排水阀门、温控系统；所述单片机电连接上位机、OLED显示屏和微拉力计，所述微拉力计电连接液体表面张力系数测量仪，所述微拉力计线连接吊环，所述吊环浸入检测杯的液体内，所述检测杯侧壁上设置有排水阀门，所述温控系统接12V电源，且温控系统的测温探头浸入检测杯的液体中，温控系统的加热膜粘在检测杯内壁上。

进一步的，所述微拉力计通过航空插头与单片机的插口相接。

进一步的，所述液体表面张力系数测量仪包括数码管电压显示屏、峰值保持开关、调零旋钮、航空插头接口、电源开关与变压器，且所述液体表面张力系数测量仪外接电源。

进一步的，所述单片机的型号为STM32F407ZGT6；OLED显示屏为ALIENTEK型OLED显示屏；微拉力计为LANGBOW微拉力计；液体表面张力系数测量仪为LB-TC液体表面张力系数测量仪；温控系统为XH-W1308温控系统；所述上位机为电脑。

进一步的，所述上位机和单片机之间通过有线传输或无线传输，所述有线传输为所述单片机自带串口，通过USB转TTL和上位机通信，所述无线传输为上位机和单片机之间通过匿名数传连接实现无线通讯。

进一步的，所述吊环保持不动，排水系统的检测杯内待测液体液面下降，吊环相对液面上升。

进一步的，所述加热膜为聚酰胺加热膜，聚酰胺加热膜贴附于检测杯内液体液面以下的侧壁上。

一种STM32单片机智能控制的液体表面张力仪的使用方法，包括以下步骤：