技術(shù)亮點(diǎn):
專為極端工況設(shè)計(jì),壓力范圍0.1-70MPa,溫度覆蓋-30~200℃,同步分析高溫高壓下油-水界面張力(精度±0.1mN/m)、熔融態(tài)材料接觸角(θ精度±0.5°)及界面流變特性(振蕩頻率0.1-50Hz)。適配油氣田開發(fā)(驅(qū)油效率評(píng)估)、頁巖潤濕性分析(接觸角滯后Δθ監(jiān)測(cè))等場(chǎng)景,符合SY/T5370等能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。(99字)
技術(shù)亮點(diǎn):
如何在高溫高壓條件下測(cè)試接觸角和界面張力值
在固體水平平面上滴上一滴液滴,在固體表面上的固-液-氣三相交界點(diǎn)處由其氣-液界面和固-液界面兩切線把液相夾在其中時(shí)所形成的角稱為接觸角。
1、高溫高壓條件下的接觸角測(cè)試:通常情況下,油滴或水滴液滴的形狀受重力影響而不形成一個(gè)球冠,常用方法如θ/2法或圓擬合法通常不能用于分析這種條件下的接觸角值, 這種有重力影響的接觸角的測(cè)量通常采用基于阿莎®(ADSA-RealDrop®)技術(shù)的Young-Laplace擬合法,有量綱分析,沒有無量綱分析的經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)及0.4-0.8小范圍特定邦德系數(shù)的約束。
2、高溫高壓條件下的液/氣表面張力或液/液界面張力值的測(cè)試:在高溫高壓條件下,懸掛滴的外形輪廓可以用以表征其表面化學(xué)性質(zhì)。采用停滴法(Constrained Sessile drop method)或懸滴法(Pendant drop method)的方法,通過分析液滴的輪廓并將使用Young-Laplace方程,就可以分析得到熔液的表面張力值及其相應(yīng)的體積大小。
基于阿莎®(ADSA-RealDrop®)技術(shù)的Young-Laplace擬合法界面化學(xué)分析系統(tǒng)CAST®3.0
本系統(tǒng)通過攝錄下單張或基于時(shí)間變化的多張液滴(Drop)或氣泡(Bubble)的圖像,采用亞像素級(jí)的圖像識(shí)別技術(shù)分析所捕捉到的圖像中的關(guān)鍵信息如圖像邊緣等,利用有限的如密度、重力加速度、時(shí)間等參數(shù),通過復(fù)雜的數(shù)學(xué)分析模型(Young-Laplace方程曲線擬合),將液滴輪廓邊緣曲線與數(shù)學(xué)模型分析得出的的理論曲線通過特殊圖像曲線擬合技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析,進(jìn)而得出如液-氣表面張力值、液-液界面張力值、固-氣接觸角值、液-液-固三相體系接觸角值等物理化學(xué)參數(shù)。
我們團(tuán)隊(duì)的核心技術(shù)正是在于通過近30年的努力,將Young-Laplace方程曲線(ADSA-RealDrop®技術(shù))的擬合技術(shù)充分應(yīng)用到界面化學(xué)性質(zhì)的分析中來。
γ(1/R_1 +1/R_2 )=Δρgz+2γ/b
行業(yè) | 檢測(cè)目標(biāo) | 技術(shù)方案 |
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油田三次采油 | CO?驅(qū)替過程中超臨界態(tài)CO?-原油界面張力(10-30mN/m) | 高溫高壓懸滴法(75MPa/150℃)+ 振蕩滴界面流變分析(0.1-50Hz) |
頁巖氣開發(fā) | 頁巖微裂縫內(nèi)甲烷-壓裂液潤濕性(接觸角θ=30-120°) | 原位頂視3D接觸角成像(藍(lán)寶石視窗)+ 動(dòng)態(tài)滯后角追蹤(Δθ精度±0.5°) |
地?zé)崮茉?/span> | 地?zé)崃黧w-巖石表面高溫結(jié)垢傾向(接觸角θ>90°預(yù)警) | 多相流模擬艙(200℃/30MPa) + 表面自由能極性力占比監(jiān)測(cè)(γ^P<20mJ/m2觸發(fā)警報(bào)) |
表面活性劑開發(fā) | 高溫(120℃)高礦化度(20wt%)下界面膜彈性模量(E'>5mN/m判定穩(wěn)定) | 恒速擴(kuò)張法(100mm/min) + 彈性弛豫模型擬合 |
深海油氣勘探 | 水合物-海水體系界面粘彈性(儲(chǔ)能模量G'>損耗模量G''判定穩(wěn)定) | 低溫高壓(4℃/50MPa)振蕩滴分析(振幅5%應(yīng)變) |
化工反應(yīng)器設(shè)計(jì) | 超臨界流體(如SC-CO?)對(duì)催化劑涂層的潤濕改性(θ下降>20°判定有效) | 實(shí)時(shí)接觸角-壓力關(guān)聯(lián)曲線(0.1s采樣率) + 表面粗糙度同步分析(Ra 0.01-50μm) |
技術(shù)特性 | 技術(shù)優(yōu)勢(shì) | 應(yīng)用場(chǎng)景 |
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多級(jí)壓力系統(tǒng) | 10-70MPa模塊化耐壓艙(可定制100-200MPa),藍(lán)寶石視窗透光率>92% @500nm | 超臨界CO?驅(qū)油(75MPa/150℃)、深海油氣勘探(50MPa/4℃) |
寬域溫控平臺(tái) | -30~200℃精確控溫(±0.5℃),集成原油專用油浴槽(粘度>5000cP適配) | 頁巖氣藏潤濕改性(120℃)、熔鹽反應(yīng)器腐蝕監(jiān)測(cè)(200℃定制) |
防污染快拆結(jié)構(gòu) | 316L不銹鋼快接模塊,支持CO?/N?惰性氣體接入,30分鐘完成腔體清潔 | 生物醫(yī)藥無菌檢測(cè)、高活性化學(xué)品界面分析 |
三維可調(diào)樣品臺(tái) | 六軸定位精度±5μm,支持50×50網(wǎng)格掃描(100mm平臺(tái)) | 晶圓封裝缺陷定位、巖芯多孔介質(zhì)潤濕性分布建模 |
模塊 | 技術(shù)參數(shù) | 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)能力 |
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工業(yè)遠(yuǎn)心鏡頭 | 0.35-4.5X連續(xù)變焦(畸變<0.08%),工作距離200mm(防熱干擾) | 實(shí)時(shí)追蹤高溫條件下原油鋪展(200℃高速成像延遲<0.1s) |
LED光源 | 470nm組合光源,穿透高濁度介質(zhì)(透光率優(yōu)化30%) | 渾濁壓裂液界面膜厚度測(cè)量(精度±2μm) |
高速成像鏈 | 德國160-3200fps工業(yè)相機(jī)(標(biāo)配),可選1000fps模塊捕捉微秒級(jí)界面行為 | 液滴彈跳動(dòng)力學(xué)分析(Δt=1ms)、泡沫破裂過程監(jiān)測(cè) |
多物理場(chǎng)耦合分析
全自動(dòng)測(cè)量體系
行業(yè) | 檢測(cè)指標(biāo) | 技術(shù)方案 |
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油氣三次采油 | 超臨界CO?-原油界面張力(10-30mN/m) | 高溫高壓懸滴法(75MPa/150℃) + 動(dòng)態(tài)弛豫分析(Δt=0.1s) |
新能源電池 | 固態(tài)電解質(zhì)-鋰金屬潤濕性(θ<30°判定兼容) | 惰性氣氛艙(O?<1ppm) + 原位頂視3D接觸角成像 |
核反應(yīng)堆材料 | 熔鹽-合金界面腐蝕速率(θ變化>10°/h預(yù)警) | 鉭合金耐蝕腔體 + 非接觸測(cè)量(200℃高溫適配) |
生物醫(yī)用涂層 | 植入體表面蛋白吸附(Δθ<5°判定抗污達(dá)標(biāo)) | 生物模擬液動(dòng)態(tài)追蹤 + 表面自由能極性分量監(jiān)測(cè)(γ^P<25mJ/m2) |
技術(shù)差異化價(jià)值
壓力腔體指標(biāo)
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可提供壓力范圍包括10MPa, 30MPa, 50MPa, 70MPa
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最大壓力范圍
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-70MPa ( 壓力范圍根據(jù)選購不同而不同)
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溫控方式
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外接恒溫水槽或高溫油浴
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最高溫度范圍
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200℃
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溫控范圍
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-30-200℃ (取決于所選購的恒溫水槽或油浴)
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觀察窗材料
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藍(lán)寶石(50-200MPa以上) or 防爆玻璃 (低于40MPa)
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觀察窗大小
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≈18mm
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腔體材料
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不銹鋼 (Hastelloy C276 可選)
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內(nèi)腔體積
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約 12.7 mL
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壓力值讀取方式
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數(shù)字壓力傳感器,數(shù)顯壓力表,分辨率:0.01MPa, 精度: 0.25, 最大壓力值: 100M Pa, 通訊接口: RS485
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油樣加熱樣品池(蓄油池)
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標(biāo)準(zhǔn)提供油樣加熱樣品池,用于注入特殊樣品,比如有粘的原油樣品
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溫控方式
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外接恒溫水槽或高溫油浴
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最大溫度
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200℃
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溫度范圍
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-30-200℃ (取決于所選購的恒溫水槽或油浴)
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溫度傳感器
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PT100 ,精度:0.1℃
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高壓增壓泵
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形成一個(gè)液-氣兩相液滴(一個(gè)泵)或液-液兩相液滴(兩個(gè)泵)
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控制方式
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手動(dòng) (自動(dòng)增壓泵供選)
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最高壓力值
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85MPa
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排氣口
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容器下方提供一個(gè)排氣口
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增壓泵受體內(nèi)最大容積
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100mL (石英玻璃容器體積約 250mL)
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高壓閥以及樣品管
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不銹鋼或Hastelloy C276 可選
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視頻系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)
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3維平移臺(tái)控制機(jī)械
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XY軸移動(dòng)范圍: 60mm;精度:0.01mm;Z軸移動(dòng)范圍:13mm ;精度:0.01mm.
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二維水平臺(tái)
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采用了千分頭控制視頻系統(tǒng)的水平
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一維傾斜平臺(tái)
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調(diào)整背景光的傾斜角度
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重量以及外觀尺寸
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主體外觀尺寸
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90(L)*35(W)*90 (H) cm
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主機(jī)重量
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41kg
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增壓泵外觀尺寸
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18(L)*90(W)*60 (H) cm / 臺(tái)
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增壓泵重量
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34kg / 臺(tái)
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