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专利号: 2022104766300
申请人: 苏州科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2026-04-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种液体表面张力系数的非接触式测量装置,其特征在于,包括:光源、样品槽、振动源、振子、漫反射面、图像采集器及图像处理器;

光源配置成发出的入射光斜入射至样品槽;

样品槽,其用于容纳待测液体样品,且所述样品槽的槽底设置有漫反射面;振子,其与振动源相连接,所述振子设置于样品槽中,用于激励待测液体样品且在其表面产生表面波;

图像采集器,其对准所述样品槽,所述图像采集器用于采集待测液体样品的表面图像并将采集的图像传输至图像处理器,所述表面图像包括明暗相间的条纹图案;

光源发出的入射光经待测液体样品表面波相位调制后携带该表面波的相位信息,携带了表面波相位信息的入射光被所述漫反射面反射后再次与表面波相遇,经表面波的第二次相位调制后在待测液体样品的表面产生明暗相间的条纹图案,明暗相间的条纹图案中,相邻两明条纹的间距d和待测液体样品表面波的波长λ满足λ=2d,基于关系式:

其中:ρ为待测液体样品密度,f为振动源的频率,ɡ为重力加速度,λ为表面波的波长。

2.根据权利要求1所述的液体表面张力系数的非接触式测量装置,其特征在于,所述振动源发出的频率高于人眼产生视觉暂留效应所需的频率24Hz。

3.一种非接触式测量方法,其特征在于,使用权利要求1或2所述的非接触式测量装置,所述测量方法包括如下步骤:基于振子在待测液体样品的表面产生表面波,

基于光源发出的入射光斜入射至待测液体样品的表面,以在待测液体样品的表面产生明暗相间的条纹图案,基于图像采集器采集所述条纹图案并反馈至图像处理器,图像处理器依据接收的条纹图案信息并基于预设模型获得表面波的波长,并根据表面张力系数与表面波的色散关系得出待测液体样品表面张力系数,图像处理器依据接收的条纹图案信息获得相邻两明条纹的间距d,并基于计算式:基于计算式,

4.根据权利要求3所述的非接触式测量方法,其特征在于,还包括:入射光经表面波第一次调制,携带表面波相位信息的入射光被漫反射面反射,反射后再次与表面波相遇,经表面波的第二次相位调制后在待测液体样品表面产生明暗相间的条纹图案。

5.根据权利要求3所述的非接触式测量方法,其特征在于,还包括,对图像采集器进行定标,以确定图像采集器的单个像元尺寸所对应实际尺寸的大小。

6.根据权利要求3所述的非接触式测量方法,其特征在于,还包括:调节振动源的频率直到在待测液体样品的表面观察到明暗相间的条纹图案。