泡沫分析仪是一种用于研究液体泡沫特性的精密仪器，通过多种技术手段实现对泡沫从生成到衰减全过程的精确测量。 一、核心组成结构
泡沫分析仪主要由以下几个关键部分组成：鼓气法泡沫生成模块/机械搅拌法泡沫生成模块、圆柱形玻璃测量管、光源系统、自动清洗系统、电控箱和程序控制系统、主相机、第二相机、质量流量控制器、泵系统、液体链接口、FOAMSCAN软件和BubbleStatistics软件等。
二、泡沫生成原理
泡沫分析仪采用三种起泡方式：
1、鼓气法起泡
通过可控流量的毛孔玻璃片向液体中注入气体（空气、氮气、氧气、二氧化碳等），质量流量控制器精确控制气体流速，流量控制范围20-500ml/min。气体通过多孔介质注入液体，形成气泡并上升到液体表面聚集形成泡沫。
2、机械搅拌法起泡
通过控制搅拌速度搅拌液体产生泡沫，搅拌速度范围500-6000rpm，由软件控制，最大转速取决于液体的粘度。搅拌使气体与液体充分混合，形成均匀的泡沫体系。
3、外部泡沫导入
实验开始后，来自外部产生的泡沫上升到圆柱形玻璃测量管内，并在测量管内生长，然后由FOAMSCAN软件进行分析。
三、多尺度测量技术
泡沫分析仪采用多种传感技术实现对泡沫特性的全面表征：
1、光学图像分析系统
- 主相机：通过图像分析实时计算泡沫体积，精确测量泡沫的高度和体积变化
- 第二相机：捕获泡沫结构图像，通过BubbleStatistics软件分析气泡尺寸大小和分布
- 仪器为泡沫管提供均匀照明，消除可能导致泡沫体积数据误差的失真
2、电导率测量系统
- 通过位于泡沫管底部的电导电极实时测定液体含量和体积
- 通过位于泡沫管中四个不同高度的电极对进行电导测量，确定泡沫的液体含量（Liquid fraction）
- 这些测量通过电导率测量实时确定，结果可以保存为照片或视频
3、温度与压力控制
- 工作温度范围：高达120℃
- 工作压力范围：最高8bar
- 温度由PT100传感器检测，通过加热循环器精确控制
四、信号检测与数据处理
泡沫体积测量：通过CCD摄像机实时跟踪分析泡沫图像，得到真实的泡沫体积。泡沫体积（ml）通过图像分析计算，液体体积（ml）通过电导测量，泡沫电导（µS）通过电导率测量，气体体积（ml）由质量流量控制器注入，与t时刻的气体流速有关。
泡沫稳定性分析：测量泡沫的半衰期、泡沫排水性、泡沫稳定性指数等参数。通过记录泡沫高度随时间的变化，计算泡沫的衰减速率和稳定性。
气泡尺寸分析：通过BubbleStatistics软件分析气泡的大小和分布，包括平均气泡尺寸、标准偏差、气泡半径等参数，以及泡沫尺寸随时间的变化规律。
五、软件控制系统
FOAMSCAN软件控制整个测量过程：
- 精确测量泡沫的体积
- 控制测量参数：气体流速、搅拌速度、温度、压力等
- 数据采集、存储、分析和显示
- 实现自动多次测量，最多可连续执行20次测量并将结果一起显示
六、应用领域
- 燃料配方：燃料的起泡能力、消泡剂测试
- 原油：鼓泡法和卸压法评价起泡能力
- 化妆品：泡沫质地取决于泡沫含液量和气泡大小
- 食品饮料：苏打水、啤酒、香槟等产品的泡沫控制
- 环境：从土壤中提取物质的泡沫研究、去污泡沫研究
- 化工：用于制造品、洗涤剂及固体泡沫（水泥）应用的消泡剂研究
通过上述多技术融合的测量系统，泡沫分析仪能够实现对泡沫特性的全面、精确、可重复的测试，为产品质量控制、配方优化和工艺改进提供可靠的数据支持。
更新时间：2025-12-23 
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