[发明专利]基于液滴轮廓曲线三测量点的液体界面张力的测量方法

摘要

本发明涉及一种基于液滴轮廓曲线三测量点的液体界面张力的测量方法，该方法是采用图像采集设备摄制液滴在辅助测试平台上表面上铺展的图片或液滴悬挂于水平放置的轴对称辅助支承表面下的图片，对图片进行处理提取液滴轮廓曲线；在液滴轮廓曲线上设定三个测量点，测量出连续测量点间的竖直距离、三组过测量点的水平线与液滴轮廓的交点与该测量点之间的距离、测量点处的液滴轮廓切线与水平线之间的夹角；根据液滴轮廓曲线计算出与三测量点相关的液体体积；然后根据公式计算出液体的界面张力。本发明不需要进行复杂的数值模拟过程来求解；可适用于液滴轮廓曲线存在局部缺失的情况，拓展了滴外形法的适用范围。

主权项

一种基于液滴轮廓曲线三测量点的液体界面张力的测量方法，是：采用图像采集设备摄制液滴在辅助测试平台上表面上铺展的图片或液滴悬挂于水平放置的轴对称辅助支承表面下的图片，对图片进行处理提取液滴轮廓曲线；在液滴轮廓曲线上设定三个测量点，测量出连续测量点间的竖直距离、三组过测量点的水平线与液滴轮廓的交点与该测量点之间的距离、测量点处的液滴轮廓切线与水平线之间的夹角；根据液滴轮廓曲线计算出与三测量点相关的液体体积；然后根据下述公式计算出液体的界面张力：当液滴轮廓曲线提取于液滴在辅助测试平台上表面上铺展的图片时，界面张力计算公式是： r = πρg r 2 [ r 1 2 H 1 ( r 3 2 - r 2 2 ) - r 3 2 H 2 ( r 2 2 - r 1 2 ) ] - ρg r 2 [ V 1 ( r 3 2 - r 2 2 ) - V 2 ( r 2 2 - r 1 2 ) ] 2 π [ r 1 ( r 2 sin θ 1 - r 1 sin θ 2 ) ( r 3 2 - r 2 2 ) - r 3 ( r 3 sin θ 2 - r 2 sin θ 3 ) ( r 2 2 - r 1 2 ) , 当液滴轮廓曲线提取于液滴悬挂于水平放置的轴对称辅助支承表面下的图片时，界面张力计算公式是： r = ρg r 2 [ V 1 ( r 3 2 - r 2 2 ) - V 2 ( r 2 2 - r 1 2 ) ] - πρg r 2 [ r 1 2 H 1 ( r 3 2 - r 2 2 ) - r 3 2 H 2 ( r 2 2 - r 1 2 ) ] 2 π [ r 1 ( r 2 sin θ 1 - r 1 sin θ 2 ) ( r 3 2 - r 2 2 ) - r 3 ( r 3 sin θ 2 - r 2 sin θ 3 ) ( r 2 2 - r 1 2 ) , 其中γ为液体表面张力，ρ为液体的密度，g为重力加速度，为常量，r1为液滴轮廓曲线与过第一测量点的水平线的交点到该测量点之间距离的一半，r2为液滴轮廓曲线与过第二测量点的水平线的交点到该测量点之间距离的一半，r3为液滴轮廓曲线与过第三测量点的水平线的交点到该测量点之间距离的一半，θ1为液滴轮廓曲线在第一测量点处的切线与水平线之间的夹角，θ2为液滴轮廓曲线在第二测量点处的切线与水平线之间的夹角，θ3为液滴轮廓曲线在第三测量点处的切线与水平线之间的夹角，H1为第一测量点到第二测量点的竖直距离，H2为第二测量点到第三测量点的竖直距离，V1为从过第一测量点的水平面到过第二测量点的水平面间的液体体积，V2为从过第二测量点的水平面到过第三测量点的水平面间的液体体积。