超高温高压旋转滴界面张力仪 典型应用领域

1. 极端工况界面化学研究

   • 油气田勘探开发：模拟井下高温高压环境（最高70MPa/180℃），分析原油/驱油剂/CO₂三元体系动态界面行为，优化三次采油中化学驱、CO₂驱及注水工艺
   • 非常规能源开发：页岩气开采中压裂液-地层流体界面张力测试，评估表面活性剂在高温高压条件下的润湿调控性能
   • 化工过程优化：液化天然气（LNG）储运体系液-液-气多相界面监测，指导低温高压环境下的相态稳定性控制

2. 先进材料研发

   • 表面活性剂性能验证：量化不同温压条件下（0.1-70MPa，-10-180℃）界面张力变化，筛选适用于深部油气藏的耐高温耐盐驱油剂
   • 高分子材料改性研究：测定聚合物溶液在高温剪切环境中的界面流变特性，指导提高驱油体系粘弹性及稳定性

3. 环境与能源技术

   • 油田污水处理：动态监测含聚污水/原油体系界面张力，优化破乳剂配方及处理工艺参数
   • 碳封存技术开发：分析CO₂-咸水-岩石多相体系在储层条件下的界面相互作用，评估地质封存效率

超高温高压旋转滴界面张力仪 系统架构

核心模块

• 温压耦合实验舱
  采用多层合金防护结构，支持-200℃宽域温度控制（精度±0.1℃）与0.1-100MPa压力精准调控

• 高速成像系统
  配置1000fps高速CMOS相机（分辨率1920×1200）与TFOV^TM显微镜头组合，可捕捉5000rpm转速下微米级液滴形态演变过程

• 智能控制系统
  配备7英寸触控屏，实现温压参数闭环控制、

• 粘附力测量及液滴跟踪与锁定技术
  采用消间隔蜗轮蜗杆技术以及0.001度控制精度的伺服系统，有效实现液滴自锁。同时跟踪倾斜角度，实现原油在表面活性剂体系下的粘附力测试。

• 人工智能CAST®4软件：
  采用基于阿莎®（ADSA-RealDrop®）技术的Young-Laplace方程拟合法，从第一性原理计算界面张力值，精度优于1940年代的Vonnegut经验计算法。

产品技术特点

一、精密温、压耦合控制体系

1. 宽域环境模拟能力

   • 实验舱采用特制结构设计，配置动态压力补偿系统（DPS），支持 -20℃~200℃ 宽温域控制（±0.1℃精度）及 0.1~100MPa 压力精准调控，覆盖深地油气藏、超临界流体等极端工况需求
   • 提供 5/10/30/50/70MPa 多级压力腔体选配，支持200℃高温定制化方案，适配化工合成、地热开发等特殊场景
     
   • 双温控技术，加热源与空气同时控制，提升温控精度至0.1℃

2. 工程安全设计

   • 集成冗余泄压阀与多级密封组件（PTFE/金属复合密封）
   • 模块化快拆旋转样品管设计，支持在线清洁与快速更换，避免交叉污染

二、高分辨率动态观测系统

1. 高速成像技术

   • 搭载 1920×1200分辨率CMOS相机（1000fps高速采集），结合 TFOV™广域显微镜头，可观察全视野范围也可高精密分析微米级局部轮廓，可捕获5000rpm转速下 1~500μm液滴形态动态演变
   • 配置 20倍连续变焦光学系统（0.4~8X），适配微升级样品至工业级大体积体系观测

2. 光路优化设计

   • 采用 90°低畸变激光棱镜 与长工作距物镜（WD≥150mm），减少高温热辐射对成像干扰
   • 集成冷光源LED照明系统，支持明场/暗场模式切换，提升低对比度液滴边缘识别精度

三、智能交互与过程控制

1. 人机协同操作平台

   • 7英寸工业级触控屏内置，具有人工智能PID程序，支持预设 温度自适应控制程序，实现实验参数一键启动
   • 动态显示三维曲线图（张力值 vs 时间/温度/压力），实时监控实验进程

2. 精密运动控制技术

   • 采用 0.001°精度伺服电机 与消间隙蜗轮蜗杆传动系统，实现液滴位置微米级锁定
   • 集成粘附力测量模块，可量化分析原油/表面活性剂体系的界面粘附功（范围：10⁻⁵~10² mN/m）

四、智能数据分析系统

1. 算法升级

   • 基于 ADSA-RealDrop®技术 的Young-Laplace方程拟合算法，支持 动态/静态界面张力同步计算（精度：±0.1mN/m）
   • 新增 非轴对称液滴修正模型，解决高温高压环境下的形变干扰问题
   • 基于第一性原理而非1940年代的经验驱动Vonnegut法，可适用更广域的测值，如长宽比<4的液滴轮廓（高温高压条件下液滴轮廓）

2. 数据管理

   • 实验数据与图像自动关联存储，支持按 时间/温度/压力/样品编号 多维度检索
   • 提供 EXCEL/CSV 多格式报告导出，兼容第三方分析软件（MATLAB、Origin等）
   • 操作日志全程记录功能，分析数据与曲线实时更新到数据中，可100%溯源

3. 扩展分析功能

   • 可选配原油流变分析模块，与旋转流变仪数据对比分析
   • 可选配 振荡滴模块（频率≤10Hz），实现表面活性剂界面流变特性分析

五、多场景适配设计

1. 介质兼容性

   • 配置四通阀与高压快接接口，支持 CO₂/CH₄/N₂ 等气体注入，满足气-液-液多相体系研究
   • 提供 316L不锈钢/哈氏合金 材质样品管选项，适配强腐蚀性介质测试

2. 行业解决方案

   • 油气开发：量化三元复合驱/CO₂驱过程中界面张力演变规律，优化驱油剂配方
   • 新能源：评估液态氢/超临界CO₂储运体系的相间作用机制
   • 材料科学：研究高温高压环境下聚合物/纳米流体的界面稳定性