基于光纤干涉法的液体表面张力系数测量及温度影响研究

为了提高液体表面张力系数的测量精度,并充分发挥光纤干涉法的高精度、非接触等优点,提出了一种利用干涉原理的空心光纤(HOF)液体表面张力系数测量方法。即利用HOF一端与单模光纤(SMF)相连,另一端与待测液面接触形成Fabry-Perot(F-P)腔实现液体表面张力系数的测量。毛细效应使得被测液体进入HOF内,不同的表面张力导致HOF形成的F-P腔腔长发生变化,通过检测F-P腔两个相邻干涉峰的间距就可以间接得出液体的表面张力系数大小。实验中,分别测定了相同温度下5种不同液体的表面张力系数和不同温度下蒸馏水的表面张力系数,对测量的结果进行最小二乘法线性拟合。实验中,温度的改变采用水浴加热法,不同温度下蒸馏水表面张力系数的测量结果与理论值的最大误差为0.26%。本文方法结构简单,容易操作,有较高的灵敏度,可为实际液体表面张力系数测量提供参考。