1. Kerndruckmesssystem

Dies ist das "Wahrnehmungszentrum" des Instruments, das für die genaue Erfassung von Druckänderungen während der Blasenerzeugung verantwortlich ist und die Messgenauigkeit direkt bestimmt.

Hochpräziser Drucksensor: Ein Kernkomponent der Druckmessung, der kleine Druckschwankungen erkennen kann (in der Regel bis zu einer Genauigkeit von 0,1 Pa). Wenn sich Blasen an den Kapillarenspitzen bilden und bis zu einem kritischen Zustand wachsen, erfassen die Sensoren ein Drucksignal in Echtzeit und verwandeln den physischen Druck in ein elektrisches Signal, das von der Schaltung erkannt werden kann. Seine Empfindlichkeit, Linearität und Stabilität beeinflussen direkt die Genauigkeit der endgültigen Spannungsberechnung.

Drucksignalverarbeitungsmodul: Nach dem Empfang des Sensorausgangs des ursprünglichen elektrischen Signals wird das Störsignal durch Filterung, Verstärkung, analoge Umwandlung (A / D-Umwandlung) und andere Verarbeitungen entfernt, das analoge Signal in ein digitales Signal umgewandelt und dann an die Datenverarbeitungseinheit übertragen, um es zu berechnen.

2. Blasenerzeugung und Steuerung

Dieser Abschnitt ist für die kontrollierte Erzeugung von Blasen verantwortlich, um sicherzustellen, dass der Blasenbildungsprozess den Anforderungen von Prüfprinzipien wie der Lamellae-Gleichung oder dem Maxwell-Modell entspricht.

Präzisionskapillare / Sonden: Die Schlüsselkomponente für den Kontakt der Blase mit der Flüssigkeit, deren Innendurchmessergröße (in der Regel Dutzende bis Hunderte Mikrometer) genau entsprechend dem Spannungsbereich der Testflüssigkeit ausgewählt werden muss (je kleiner die Spannung, desto kleiner ist der Innendurchmesser der Kapillare in der Regel). Die Kapillarenspitze muss poliert werden, um eine glatte Oberfläche und eine Randregelung zu gewährleisten, um zu vermeiden, dass durch Spitzenfehler eine anomale Blasenform verursacht wird, die die Druckmessung beeinflusst. Einige Geräte sind mit austauschbaren Kapillaransätzen ausgestattet, um den unterschiedlichen Testanforderungen gerecht zu werden.

Spurenproben-/Infusionssysteme: Steuern Sie die Fördergeschwindigkeit von Gasen (z. B. Stickstoff, Luft) oder Flüssigkeiten durch eine hochpräzise Injektionspumpe oder eine Perimotivpumpe, um die Geschwindigkeit der Blasenerzeugung genau einzustellen (in der Regel dauert die Blasenerzeugungsdauer mehrere Sekunden bis zehn Sekunden). Eine stabile Fördergeschwindigkeit gewährleistet ein gleichmäßiges Wachstum der Blasen und verhindert Druckspitzenstörungen durch Flussgeschwindigkeitsschwankungen, die eine Voraussetzung für einen stabilen maximalen Druckwert sind.

3. Probentest-Umgebungskomponenten

Bereitstellen Sie eine stabile, kontrollierte Umgebung für die Prüfung und reduzieren Sie die Störung der Flüssigkeitsoberfläche/des Zustands der Schnittstelle durch äußere Faktoren.

Probenpool/Testbehälter: Verwendet für die Aufbewahrung von zu prüfenden flüssigen Proben, die in der Regel aus inerten Materialien wie Glas oder Tetrafluorethylen hergestellt werden, um chemische Reaktionen oder physikalische Adsorption mit der Probe zu vermeiden. Einige Probenpools verfügen über eine thermostatische Funktion (Temperaturregelung durch Wasserbad oder Pallet-Komponenten), die die Testtemperatur im eingestellten Bereich (Genauigkeit in der Regel ± 0,1 ° C) aufrechterhalten kann, da die Temperatur die Flüssigkeitsoberflächenspannung erheblich beeinflusst und die thermostatische Umgebung eine wichtige Bedingung ist, um die Wiederholbarkeit der Daten zu gewährleisten.

Umweltkontrollmodul: Einige Geräte sind mit einer staubfesten, vibrationssicheren Prüfkammer ausgestattet oder können in die inerte Gas isolierte Luft gelangen, um die Flüchtigkeit, Oxidation oder die Verschmutzung der Probenoberfläche durch äußere Verunreinigungen zu vermeiden, insbesondere für die Prüfung flüchtiger, oxidierbarer Flüssigkeiten (wie organische Lösungsmittel, biologische Flüssigkeiten).

Antrieb und Steuerung

Als „Ausführungs- und Befehlszentrum“ für das Instrument koordiniert es den Betrieb der Komponenten nach dem Standardprogramm und ermöglicht automatisierte Tests.

Antriebseinheit: einschließlich der Pumpenantriebsschaltung, der Temperaturregelschaltung usw. Nach den Anweisungen des Steuersystems arbeiten die Injektionspumpe, die Temperaturregeleinrichtung und andere Komponenten, um sicherzustellen, dass die Blasenerzeugungsrate, die Testtemperatur und andere Parameter stabil nach den eingestellten Werten laufen.

Leiterplatte/Mikroprozessor: Empfang der von dem Benutzer über die Bedienschnittstelle eingegebenen Parameter (z. B. Kapillarinnendurchmesser, Testtemperatur, Blasenzyklus), Sendung von Anweisungen an die einzelnen Antriebseinheiten nach dem eingebauten Programm und gleichzeitige Synchronisierung des Empfangs von Signalen des Drucksensors, um den gesamten Testprozess zu koordinieren.

5. Datenverarbeitung und Anzeige

Die Spannungsberechnung, die Datenspeicherung und die Darstellung der Ergebnisse stehen im Mittelpunkt der Interaktion zwischen dem Gerät und dem Benutzer.

Datenverarbeitungseinheit: Basierend auf der vorgegebenen Oberflächen-/Schnittstellenspannungsberechnungsformel (z. B. γ = ΔP_max x r/2, wobei ΔP_max die maximale Druckdifferenz ist und r den Kapillarradius), kombiniert mit den vom Sensor erfassten Druckdaten, den von dem Benutzer eingegebenen Kapillarparametern usw., berechnet sich der Spannungswert automatisch. Einige fortschrittliche Algorithmen ermöglichen auch eine reibungslose Verarbeitung der Daten, die Beseitigung von Abweichungen und die Verbesserung der Zuverlässigkeit der Ergebnisse.

Mensch-Computer-Schnittstelle: Bestehend aus einem Display (wie Touchscreen) und Bedientasten / Software, kann der Benutzer die Testparameter über die Schnittstelle einstellen, den Test starten / stoppen und die Druckkurven, Spannungswerte und andere Daten in Echtzeit anzeigen. Die Instrumente unterstützen in der Regel Datenspeicherung (z. B. als Excel oder TXT-Formate), Kurvenwiedergabe und Berichterstellung, um die nachfolgende Analyse der Daten zu erleichtern.