表面光散射法液体黏度和表面张力实验系统研制

摘要

基于气液界面表面波理论和表面光散射原理,本文研制了表面光散射实验系统。新系统包括,实验光路、耐高压样品池和数据采集和处理等部分。耐高压样品池,压力范围为0-10 MPa,采用电加热的方式进行控温,可以实现温度范围为283 K-400 K,温度波动度小于±10 mK/10h.由于表面波频率远远小于激光频率,本文采用光频外差的方法提取液体表面波信息,并通过数值求解表面波色散方程获得液体黏度和表面张力。利用标准物质甲苯检验,本文搭建的实验系统测量得到的黏度值与拟合值最大偏差为1.3％,平均偏差为0.52％;表面张力值与拟合值得最大偏差0.39％,平均偏差为0.23％。通过不确定度分析,本文搭建的系统测量黏度和表面张力的不确定度为别为2％和1％。