一種泡沫性能測試裝置的製作方法
2023-11-30 15:49:39
本實用新型涉及一種泡沫測試裝置，特別涉及一種泡沫液泡沫性能測試裝置。
背景技術：
隨著科學技術的發展，泡沫液廣泛應用於國民經濟的眾多領域，代表性的例子有：洗滌劑（日用品）、泡沫滅火劑（消防領域）、泡排劑（天然氣開採）和表面活性劑溶液（科研領域）等。泡沫性能主要體現在發泡倍數、泡沫穩定性和攜液量三個方面，三者均可以通過泡沫體積、泡沫液體積及析液時間等可觀測指標體現。不同領域應用的泡沫對性能的要求各有側重，因此，快速簡便的測定泡沫性能在科研生產中具有重要意義。
泡沫性能測試方法主要有Ross-Miles法（羅氏泡沫儀法）、高速攪拌法、氣流法和振蕩法等。其中羅氏泡沫儀法測定一定量的泡沫液流下一定高度衝擊量器下部液體所產生的泡沫體積及體積隨時間的變化，為國家標準GB/T 7462-1994（表面活性劑-發泡力的測定-改進Ross-Miles法）所採用。但該方法存在溶液需求量大、操作耗時、只適合測量高發泡能力溶液等不足。美國專利US4524002A（1985年）中提出了一種高速攪拌法測量泡沫性能的方法：將100 mL泡沫液置於燒杯中，攪拌機以23000轉/分鐘的速度攪拌1分鐘，測量泡沫體積及體積隨時間變化。該方法對攪拌設備及安全性的要求較高，難於廣泛使用。中國專利CN202024991U（2011年）提出了一種氣流法測定泡沫性能的方法，空氣壓縮機提供的氣流通過浸沒於溶液中的砂芯細化成小氣泡實現發泡，通氣一段時間後觀察泡沫體積和體積隨時間變化。該方法可測量不同溫度、氣體類型條件下溶液的泡沫性能，但只能測定均相泡沫性能較好的溶液，通用性有限。振蕩法也是泡沫性能的常用方法（油氣田地面工程 2003，22（4）：13-14），具有設備簡單、操作方便快捷、數據重複性好、樣品需求量低等優點，可廣泛應用於多種泡沫性能的測試。
技術實現要素：
本實用新型所要解決的技術問題是，採用振蕩法測定體系泡沫性能。本實用新型的技術特點為：被測試體系可以是均相（表面活性劑溶液、泡沫滅火劑等）或非均相（泡排劑等）；可測定發泡倍數、泡沫穩定性、析液時間、攜液量等指標；與空氣恆溫箱和真空箱配合使用可測定不同溫度及不同氣壓條件下的泡沫性能。
本實用新型所採取的技術方案是：本測試裝置由底座、安裝面板、電動機、傳動軸、皮帶、轉盤、連杆、活動螺絲、搖臂、夾子及刻度試管組成，其中轉盤、搖臂裝於安裝面板上，二者通過連杆相連，搖臂頂端設置夾子，用於刻度試管固定；轉盤、連杆、搖臂、刻度試管均處於同一豎直平面內。
一個典型的測量流程為：將一定體積待測樣品置於刻度試管中，記錄體積值V0，加蓋後安裝於搖臂前端夾子上並固定；啟動電動機，傳動軸通過皮帶帶動轉盤轉動，進而通過連杆帶動搖臂，使搖臂前端在豎直平面內振蕩；持續一定時間後停止，迅速讀取泡沫上沿處刻度值V1和液體/泡沫界面處刻度值V2，繼續觀察數分鐘，記錄V1、V2隨時間的變化情況。通過上述數據計算發泡倍數、泡沫攜液量、析液時間和泡沫穩定性等數據。
利用本裝置進行測量，所需樣品體積少、操作方便快捷、指標直觀易測、計算簡單、重複性強；可得到樣品發泡倍數、泡沫穩定性、析液時間、攜液量等指標；可應用於均相/非均相樣品的測試，通用性強。
附圖說明
圖1是本實用新型的結構示意圖。
圖中1-底座，2-安裝面板，3-電動機，4-轉動軸，5-皮帶，6-轉盤，7-活動螺絲，8-連杆，9-活動螺絲，10-搖臂，11-活動螺絲，12-夾子，13-刻度試管。
具體實施方式
結合附圖，以一個泡沫性能測試裝置為例，對本實用新型做進一步詳細說明。
參閱圖1，本實用新型泡沫性能測試裝置，包括底座、安裝面板、電動機、傳動軸、皮帶、轉盤、連杆、活動螺絲、搖臂、夾子及刻度試管。其中，電動機運行時轉盤的轉動速度為2-6圈/秒，搖臂全長40-60釐米，刻度試管容積為50-300毫升，精確至1毫升，刻度試管上蓋有直徑0.2-1.0毫米小孔。
運用本實用新型在具體實施中，由下列步驟實現。
第一步：配置待測樣品溶液。樣品可以是水溶液，也可以是按照中華人民共和國石油天然氣行業標準SY/T 6465-2000（泡沫排水採氣用起泡劑評價方法）配置的油/水兩相體系或類似體系。
第二步：將待測樣品加入刻度試管中，加入量為刻度試管容積的1/10至1/30，即5-10毫升，記錄刻度試管中樣品體積V0，將刻度試管加蓋後固定到搖臂前端夾子上。
第三步：啟動電機，以2-6 赫茲的頻率使刻度試管在豎直平面內振蕩，維持1分鐘。
第四步：關閉電機，迅速記錄泡沫上沿刻度值V1及液體/泡沫界面處刻度值V2，並開始計時，記錄30秒、1分、3分、5分時刻泡沫上沿刻度值和液體/泡沫界面處刻度值，同時記錄液體體積增至V0/4時所需時間t25和V0/2時所需時間t50。
第五步：計算及評價。初始泡沫體積為（V1-V2），發泡倍數為（V1-V2）/（V0-V1）；攜液量為（V0-V1）；t25為25%析液時間；t50為50%析液時間；泡沫體積（V1-V2）隨時間的變化率標誌泡沫穩定性，變化率越小，泡沫穩定性越高。