1. Sistema de medição de pressão central

Este é o "centro de percepção" do instrumento, responsável pela captura precisa das mudanças de pressão durante a geração de bolhas, determinando diretamente a precisão da medição.

Sensor de pressão de alta precisão: é o componente central da medição de pressão e precisa ser capaz de detectar pequenas flutuações de pressão (geralmente até o nível de precisão de 0,1 Pa). Quando as bolhas se formam na ponta dos capilares e crescem até um estado crítico, os sensores captam sinais de pressão em tempo real e convertem a pressão física em sinais elétricos reconhecíveis pelo circuito. Sua sensibilidade, linearidade e estabilidade afetam diretamente a precisão do cálculo da tensão final.

Módulo de processamento de sinal de pressão: após receber o sinal elétrico original da saída do sensor, através de filtragem, amplificação, conversão modular-numérica (conversão A / D) e outros processos, o sinal de interferência é eliminado, o sinal analógico é convertido em sinal digital e transferido para a unidade de processamento de dados para cálculo.

Componentes de geração e controle de bolhas

Esta seção é responsável pela geração de bolhas de forma controlada, garantindo que o processo de formação de bolhas atenda aos requisitos dos princípios de teste, como a equação de Lamellae ou o modelo de Maxwell.

Capilares / sondas de precisão: são componentes essenciais para o contato de bolhas com líquidos, cujo diâmetro interno (geralmente de dezenas a centenas de mícrons) deve ser selecionado com precisão de acordo com a faixa de tensão do líquido de teste (quanto menor a tensão, menor o diâmetro interno do capilar geralmente é). As pontas dos capilares precisam ser polidas para garantir a suavidade da superfície e a regularidade da borda, evitando deformações de bolhas devido a defeitos na ponta e afetando a medição da pressão. Alguns instrumentos são equipados com kits de capilares substituíveis para adaptar-se às diferentes necessidades de teste.

Sistema de microamostragem/infusão: controla a velocidade de transporte de gases (como nitrogênio, ar) ou líquidos por meio de bombas de injeção de alta precisão ou bombas perimóticas para alcançar um ajuste preciso da velocidade de geração de bolhas (geralmente, o ciclo de geração de bolhas é de alguns segundos a dezenas de segundos). Uma taxa de transporte estável garante que as bolhas cresçam uniformemente, evitando distúrbios no pico de pressão devido à flutuação da velocidade de fluxo, é uma premissa para obter valores de pressão máxima estáveis.

3. Componentes ambientais de teste de amostra

Fornece um ambiente estável e controlável para os testes, reduzindo a interferência de fatores externos no estado da superfície/interface do líquido.

Piscina de amostras / recipiente de teste: usado para colocar amostras líquidas a serem testadas, geralmente feitas de materiais inertes (como vidro, tetrafluoroetileno) para evitar reações químicas ou adsorção física com a amostra. Algumas piscinas de amostras têm função termostática (controle de temperatura através de banho de água ou elemento de palco), que pode manter a temperatura de teste na faixa de configuração (precisão geralmente de ± 0,1 ° C), porque a temperatura afeta significativamente a tensão superficial do líquido, o ambiente termostático é uma condição importante para garantir a repetibilidade dos dados.

Módulo de controle ambiental: alguns instrumentos estão equipados com uma câmara de teste à prova de poeira e vibração, ou podem entrar em gás inerte para isolar o ar, evitando a volatilidade da amostra, oxidação ou contaminação da superfície da amostra por impurezas externas, especialmente para o teste de líquidos voláteis e oxidáveis (como solventes orgânicos, líquidos biológicos).

4. Sistema de condução e controle

Como o "centro de execução e comando" do instrumento, coordena a execução dos componentes de acordo com o programa padrão para automatizar os testes.

Unidade de accionamento: incluindo o circuito de accionamento da bomba, o circuito de controle de temperatura, etc., de acordo com as instruções do sistema de controle, a bomba de injeção de accionamento, o dispositivo de controle de temperatura e outros componentes trabalham para garantir que a taxa de geração de bolhas, a temperatura de teste e outros parâmetros funcionem de acordo com os valores definidos.

Placa de circuito mestre / microprocessador: recebe os parâmetros inseridos pelo usuário através da interface de operação (por exemplo, diâmetro interno dos capilares, temperatura de teste, ciclo de bolha), envia instruções para cada unidade de acionamento de acordo com o programa incorporado e sincroniza a recepção de sinais do sensor de pressão para coordenar o cronograma de todo o processo de teste.

Componentes de processamento e exibição de dados

Responsável pelo cálculo de tensão, armazenamento de dados e apresentação de resultados, está no centro da interação entre o instrumento e o usuário.

Unidade de processamento de dados: com base na fórmula de cálculo de tensão de superfície / interface predefinida (por exemplo, γ = ΔP_max × r / 2, onde ΔP_max é a diferença de pressão máxima e r é o raio capilar), combinando os dados de pressão coletados pelo sensor, os parâmetros capilares digitados pelo usuário, etc., o valor de tensão é calculado automaticamente. Alguns algoritmos avançados também permitem processar os dados suavemente, remover valores anormais e melhorar a confiabilidade dos resultados.

Interface de interação humano-computador: composta por tela (como tela táctil) e teclas de operação / software, o usuário pode definir parâmetros de teste, iniciar / parar testes, ver em tempo real a curva de pressão, valores de tensão e outros dados através da interface. Os instrumentos geralmente suportam armazenamento de dados (por exemplo, em formato Excel, TXT), reprodução de curvas e geração de relatórios para facilitar a análise posterior dos dados.