基于(yu)稱重原(yuan)理的表(biao)面(mian)張(zhang)力(li)計通常(chang)(chang)需要高精(jing)度(du)的傳感器(qi)。例如，精(jing)度(du)為(wei)0.1毫克(ke)(ke)的分析天(tian)平通常(chang)(chang)應用于(yu)精(jing)度(du)為(wei)0.1毫牛(niu)頓/米的表(biao)面(mian)張(zhang)力(li)計，而精(jing)度(du)為(wei)0.01毫克(ke)(ke)(10微克(ke)(ke))的分析天(tian)平通常(chang)(chang)應用于(yu)精(jing)度(du)為(wei)0.01毫牛(niu)頓/米的表(biao)面(mian)張(zhang)力(li)計。

表(biao)面(mian)張力儀是測量液體表(biao)面(mian)張力以及液-液界(jie)面(mian)張力值的(de)專(zhuan)業分析儀器。通常而言(yan)，提及的(de)表(biao)面(mian)張力儀是指鉑金板法這(zhe)樣的(de)基于稱重原理的(de)表(biao)面(mian)張力儀。

由(you)于目前的分(fen)析(xi)(xi)天(tian)(tian)(tian)平技(ji)術已經相當成熟(shu)，且在表(biao)面張(zhang)(zhang)力測試時的高精(jing)度要求，除(chu)非(fei)是(shi)(shi)教學(xue)實驗可以選購(gou)如(ru)A3或(huo)A5型的表(biao)面張(zhang)(zhang)力儀外，對于傳感器的選購(gou)而言，最低要求為(wei)萬分(fen)之(zhi)(zhi)一的分(fen)析(xi)(xi)天(tian)(tian)(tian)平，即分(fen)辨率為(wei)0.1mg的分(fen)析(xi)(xi)天(tian)(tian)(tian)平，基本要求是(shi)(shi)十萬分(fen)之(zhi)(zhi)一的分(fen)析(xi)(xi)天(tian)(tian)(tian)平，即0.01mg的分(fen)析(xi)(xi)天(tian)(tian)(tian)平。具(ju)體原(yuan)(yuan)理以及技(ji)術要求，可參(can)考上海梭倫或(huo)美(mei)國(guo)科諾提供(gong)的表(biao)面張(zhang)(zhang)力測試原(yuan)(yuan)理或(huo)表(biao)面張(zhang)(zhang)力儀的相關介(jie)紹PPT中(zhong)。

在表(biao)面張(zhang)(zhang)力(li)儀的(de)具體(ti)應用中，分析天平(ping)對實(shi)驗環境條(tiao)件有一(yi)定(ding)的(de)要(yao)求(qiu)，如需要(yao)通(tong)用源、有一(yi)定(ding)重(zhong)量、不易攜(xie)(xie)帶等(deng)。因此，對于(yu)一(yi)些便攜(xie)(xie)式表(biao)面張(zhang)(zhang)力(li)測(ce)量應用，需要(yao)便攜(xie)(xie)式的(de)用戶通(tong)常(chang)不會購買基于(yu)稱重(zhong)原(yuan)理的(de)表(biao)面張(zhang)(zhang)力(li)測(ce)量儀。

表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)計(ji)(ji)這(zhe)一(yi)部分(fen)的(de)潛在(zai)用(yong)戶的(de)選擇是(shi)長期購買(mai)便(bian)攜(xie)(xie)式表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)計(ji)(ji)。這(zhe)種(zhong)便(bian)攜(xie)(xie)式表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)計(ji)(ji)通常采用(yong)氣泡(pao)(pao)壓力(li)(li)法(fa)(fa)(fa)或最(zui)大(da)氣泡(pao)(pao)壓力(li)(li)法(fa)(fa)(fa)的(de)原(yuan)理。較大(da)汽泡(pao)(pao)法(fa)(fa)(fa)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)儀一(yi)般分(fen)成二種(zhong)設(she)(she)計(ji)(ji)方案，這(zhe)種(zhong)是(shi)立即設(she)(she)計(ji)(ji)方案出(chu)這(zhe)種(zhong)便(bian)攜(xie)(xie)式的(de)鼓包設(she)(she)備(bei)，一(yi)起(qi)在(zai)該設(she)(she)備(bei)中設(she)(she)計(ji)(ji)方案了液(ye)(ye)位傳感器，根據載入液(ye)(ye)位傳感器的(de)值(zhi)，變換為(wei)相(xiang)對(dui)的(de)界面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)值(zhi)；另一(yi)種(zhong)是(shi)桌(zhuo)面(mian)(mian)(mian)(mian)設(she)(she)計(ji)(ji)，如稱重(zhong)法(fa)(fa)(fa)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)儀，用(yong)于分(fen)析動態表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)，分(fen)析表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)活(huo)性劑的(de)動態吸附。事實上(shang)，后者的(de)含義已經(jing)偏離了便(bian)攜(xie)(xie)式表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)計(ji)(ji)的(de)應用(yong)目標，因此超出(chu)了本文的(de)范圍。

市(shi)場上銷(xiao)售的便攜式(shi)表(biao)面(mian)張(zhang)力儀通常(chang)應(ying)用(yong)于如電鍍液品質(zhi)控制、薄膜印刷等(deng)等(deng)應(ying)用(yong)環境，但是，便攜式(shi)表(biao)面(mian)張(zhang)力儀的先(xian)天性缺(que)陷造成其實(shi)際應(ying)用(yong)結果并不理想。氣泡法原理的便攜式(shi)表(biao)面(mian)張(zhang)力儀事實(shi)上存在非常(chang)嚴重的先(xian)天性缺(que)陷：

1、毛細管管徑(jing)（內徑(jing)）與鼓泡(pao)氣路(lu)管徑(jing)存在(zai)明(ming)顯(xian)的偏小(xiao)問題(ti)。這就造成測得的壓力(li)值明(ming)顯(xian)偏大于實(shi)際通過(guo)Young-Laplace方程計算得到的壓力(li)值，從而導致測值誤差較大。

2、無法測(ce)試得(de)到平衡表面(mian)張(zhang)力(li)(li)值或測(ce)試表面(mian)張(zhang)力(li)(li)值與稱重(zhong)原理(li)的表面(mian)張(zhang)力(li)(li)儀測(ce)值偏差太遠(yuan)，數據(ju)重(zhong)復性(xing)差。特別是表面(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)的表面(mian)張(zhang)力(li)(li)測(ce)量(liang)，通常僅得(de)到過(guo)程(cheng)中一段的數據(ju)而不是最終(zhong)平衡值。

3、測(ce)(ce)試時間過(guo)(guo)長(chang)，測(ce)(ce)試操作過(guo)(guo)于復雜。

4、測試毛(mao)細管清(qing)洗(xi)存在較(jiao)大(da)困難(nan)，更換成(cheng)本較(jiao)高。

5、儀(yi)器價格過(guo)高，不(bu)利于成(cheng)本控制。

6、最(zui)為嚴重的問題在于：氣泡法(fa)表(biao)面(mian)張力(li)儀通常(chang)是(shi)通過(guo)已知液(ye)體(ti)標(biao)定出(chu)系(xi)(xi)統參考，而標(biao)定液(ye)通常(chang)為蒸(zheng)餾(liu)水，是(shi)一個靜態(tai)不變的體(ti)系(xi)(xi)，與實際測試(shi)的表(biao)面(mian)活性(xing)劑或混合液(ye)的表(biao)面(mian)張力(li)值的動態(tai)體(ti)系(xi)(xi)是(shi)不一致的，因(yin)而，測試(shi)數據的可靠性(xing)存在問題。

7、測(ce)試的表(biao)面張力值(zhi)無(wu)法(fa)得(de)到分層表(biao)面張力結果。

表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)儀(yi)(yi)是測量(liang)液(ye)(ye)體表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)（更精(jing)確地說是液(ye)(ye)-氣表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)）以及(ji)液(ye)(ye)-液(ye)(ye)界(jie)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)值的(de)(de)(de)(de)專(zhuan)業分(fen)析(xi)儀(yi)(yi)器。通(tong)常(chang)而(er)言，提及(ji)的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)儀(yi)(yi)是指(zhi)鉑金板法（Wilhelmy Plate Method）和(he)鉑金環法(DuNouy Ring method）這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)基于(yu)稱重(zhong)原(yuan)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)儀(yi)(yi)。稱重(zhong)原(yuan)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)儀(yi)(yi)通(tong)常(chang)對于(yu)傳感器的(de)(de)(de)(de)精(jing)度(du)(du)要(yao)(yao)求較高，如(ru)0.1mg精(jing)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)分(fen)析(xi)天(tian)平(ping)(ping)通(tong)常(chang)應(ying)用(yong)于(yu)0.1mN/m精(jing)度(du)(du)要(yao)(yao)求的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)儀(yi)(yi)中(zhong)，而(er)0.01mg（10ug)的(de)(de)(de)(de)分(fen)析(xi)天(tian)平(ping)(ping)通(tong)常(chang)應(ying)用(yong)于(yu)0.01mN/m的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)儀(yi)(yi)中(zhong)。由(you)于(yu)目前的(de)(de)(de)(de)分(fen)析(xi)天(tian)平(ping)(ping)技術已經(jing)相當成熟，且在表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)測試時的(de)(de)(de)(de)高精(jing)度(du)(du)要(yao)(yao)求，除非是教學實驗可(ke)以選購如(ru)A3或(huo)(huo)A5型的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)儀(yi)(yi)外，對于(yu)傳感器的(de)(de)(de)(de)選購而(er)言，最低(di)要(yao)(yao)求為萬分(fen)之一的(de)(de)(de)(de)分(fen)析(xi)天(tian)平(ping)(ping)，即分(fen)辨率為0.1mg的(de)(de)(de)(de)分(fen)析(xi)天(tian)平(ping)(ping)，基本要(yao)(yao)求是十(shi)萬分(fen)之一的(de)(de)(de)(de)分(fen)析(xi)天(tian)平(ping)(ping)，即0.01mg的(de)(de)(de)(de)分(fen)析(xi)天(tian)平(ping)(ping)。具體原(yuan)理(li)(li)(li)以及(ji)技術要(yao)(yao)求，可(ke)參考上海梭倫或(huo)(huo)美國科諾提供(gong)的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)測試原(yuan)理(li)(li)(li)或(huo)(huo)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)儀(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)相關介紹PPT中(zhong)。

表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)(li)儀(yi)(yi)在(zai)具體應用(yong)(yong)中，由于分(fen)析(xi)天平(ping)對于實驗環(huan)境條件有一(yi)定要(yao)求(qiu)，如(ru)需要(yao)通用(yong)(yong)源、有一(yi)定重量而(er)(er)不(bu)易攜(xie)(xie)帶等，因(yin)(yin)而(er)(er)，對于一(yi)部(bu)分(fen)便(bian)攜(xie)(xie)式(shi)(shi)(shi)要(yao)求(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)(li)測(ce)量應用(yong)(yong)，稱重原理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)(li)儀(yi)(yi)通常(chang)(chang)不(bu)被便(bian)攜(xie)(xie)要(yao)求(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)用(yong)(yong)戶(hu)所采購(gou)。這(zhe)(zhe)部(bu)分(fen)表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)(li)儀(yi)(yi)潛(qian)在(zai)用(yong)(yong)戶(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)選(xuan)擇在(zai)很長時(shi)間內選(xuan)購(gou)了便(bian)攜(xie)(xie)式(shi)(shi)(shi)表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)(li)儀(yi)(yi)。這(zhe)(zhe)種便(bian)攜(xie)(xie)式(shi)(shi)(shi)表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)(li)儀(yi)(yi)通常(chang)(chang)采用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原理為泡壓(ya)法(fa)或最(zui)(zui)大氣泡法(fa)原理（Max bubble Pressure method)。最(zui)(zui)大氣泡法(fa)表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)(li)儀(yi)(yi)通常(chang)(chang)分(fen)為兩種設計(ji)，一(yi)種是直(zhi)接設計(ji)出一(yi)種手持(chi)式(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鼓(gu)泡裝置，同時(shi)在(zai)該(gai)裝置中設計(ji)了壓(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)傳感(gan)器，通過讀取壓(ya)力(li)(li)(li)(li)(li)傳感(gan)器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)值(zhi)，轉(zhuan)換為相應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)(li)值(zhi)；另一(yi)種是采用(yong)(yong)如(ru)稱重法(fa)表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)(li)儀(yi)(yi)一(yi)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)臺式(shi)(shi)(shi)機設計(ji)，應用(yong)(yong)于分(fen)析(xi)動態(tai)表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)(li)，以(yi)分(fen)析(xi)表(biao)(biao)面(mian)(mian)活性劑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)動態(tai)吸(xi)附。事實上，后者的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)意(yi)義已經偏(pian)離了便(bian)攜(xie)(xie)式(shi)(shi)(shi)表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)(li)儀(yi)(yi)應用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)目標，因(yin)(yin)而(er)(er)不(bu)在(zai)本文的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)討論范圍。

市場上銷(xiao)售的便(bian)攜式表面(mian)張力(li)儀通常(chang)(chang)應(ying)(ying)用(yong)于如電鍍液品質控制、薄膜(mo)印刷(shua)等等應(ying)(ying)用(yong)環境，但(dan)是，便(bian)攜式表面(mian)張力(li)儀的先(xian)天(tian)性缺陷造成(cheng)其實(shi)(shi)際應(ying)(ying)用(yong)結(jie)果(guo)并(bing)不理(li)想。氣泡(pao)法原理(li)的便(bian)攜式表面(mian)張力(li)儀事實(shi)(shi)上存在非(fei)常(chang)(chang)嚴重的先(xian)天(tian)性缺陷：

1、毛細管(guan)管(guan)徑(jing)（內徑(jing)）與鼓泡(pao)氣(qi)路管(guan)徑(jing)存在明顯(xian)的偏小(xiao)問題。這就造成測得的壓力值明顯(xian)偏大于實(shi)際通過Young-Laplace方程計算得到(dao)的壓力值，從而導致測值誤差(cha)較大。

2、無法(fa)測試得(de)到(dao)平衡(heng)表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)值或(huo)測試表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)值與稱重(zhong)原理的表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)儀測值偏差太遠，數據重(zhong)復性差。特(te)別是表(biao)(biao)面(mian)(mian)活性劑的表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)測量，通常僅得(de)到(dao)過(guo)程中一段的數據而不是最終平衡(heng)值。

3、測試時間過長，測試操(cao)作過于(yu)復雜。

4、測試毛細(xi)管清洗(xi)存在較(jiao)大(da)困難，更換成(cheng)本較(jiao)高。

5、儀(yi)器價格過高，不利于成(cheng)本(ben)控制。

6、最(zui)為(wei)嚴重的(de)(de)問題(ti)在于(yu)：氣泡法表面(mian)(mian)張力(li)儀通(tong)常(chang)是(shi)通(tong)過已知液(ye)體(ti)標(biao)定(ding)出系(xi)統參考，而標(biao)定(ding)液(ye)通(tong)常(chang)為(wei)蒸餾水(shui)，是(shi)一(yi)個靜(jing)態(tai)不(bu)變的(de)(de)體(ti)系(xi)，與(yu)實(shi)際測試的(de)(de)表面(mian)(mian)活(huo)性(xing)劑或混合液(ye)的(de)(de)表面(mian)(mian)張力(li)值的(de)(de)動態(tai)體(ti)系(xi)是(shi)不(bu)一(yi)致的(de)(de)，因而，測試數(shu)據的(de)(de)可(ke)靠性(xing)存(cun)在問題(ti)。

7、測試的表面張力值無法得到分層表面張力結果。

因而(er)，很長時間以來，氣泡(pao)法的(de)(de)表(biao)面(mian)張(zhang)力儀沒(mei)有(you)(you)得到廣泛(fan)的(de)(de)推廣，部分采購了氣泡(pao)法便攜式表(biao)面(mian)張(zhang)力儀的(de)(de)用戶也沒(mei)有(you)(you)將該儀器實(shi)現最大化(hua)、高頻率的(de)(de)使用。