手动表面张力测试仪的工作原理

一、基础力学原理与仪器构成基础

该类仪器的核心检测基础是力学平衡原理。仪器主要由扭力丝、刻度调节旋钮、指针读数盘、铂金吊环、样品台、水平调节机构等核心部件组成。铂金吊环具备化学稳定性好、表面易被液体润湿的特性，是核心受力部件；扭力丝是关键的力感应元件，在发生弹性扭转时，会产生与扭转角度成正比的回复扭力，为测试提供标准的反向作用力。

二、测试前校准与零位调节

测试开始前，先通过仪器底部的水平调节脚，将整机调整至水平状态，保证后续受力检测的精准性。随后将洁净干燥的铂金吊环悬挂在测力挂钩上，转动刻度调节旋钮，带动扭力丝发生扭转，使指针读数盘归零。这一步的目的是消除吊环自身重力带来的测量误差，建立测试的基准零位，确保后续检测到的力仅由液体表面张力产生。

三、液面接触与液膜形成

将盛放待测液体的样品杯放置在样品台上，旋转样品台的升降旋钮，缓慢抬升样品台，直至铂金吊环浸入待测液体的液面以下。随后反向缓慢降低样品台，吊环随之相对上升。在吊环脱离液面的过程中，液体的表面张力会作用于吊环内外两侧，牵拉液体形成一层弧形液膜，并对吊环产生一个竖直向下的拉力。该拉力的大小与液体的表面张力、吊环的周长直接相关。

四、扭力平衡与临界状态判定

液膜形成后，继续缓慢转动仪器的刻度调节旋钮，人为施加扭力，使扭力丝产生反向的回复扭力，以此抵消液膜对吊环的向下拉力。操作人员持续微调旋钮，同时观察液膜状态，直至液膜处于即将破裂的临界瞬间。此时，扭力丝产生的回复扭力，与液体表面张力施加给吊环的拉力达到力学平衡，指针读数盘会停留并指示出对应的扭力刻度值。

五、数值读取与结果修正

在液膜破裂的临界时刻，读取指针在刻度盘上的示数，该数值是与表面张力相关的原始扭力值。由于液体密度、吊环的尺寸参数、环境温度会对检测结果产生影响，手动表面张力测试仪无法自动完成补偿运算。因此需要根据仪器自带的修正公式、修正系数表，结合吊环的周长、待测液体的密度和测试温度，对原始读数进行人工计算修正，最终得到待测液体准确的表面张力数值（单位：mN/m）