Määritelmä ja periaate
Kuplapistemenetelmä on yleisimmin käytetty huokoskoon määrittämiseen. Se perustuu siihen, että tietyllä nesteellä ja huokoskoolla, jonka kostutus on vakio, paine, joka tarvitaan ilmakuplan pakottamiseksi huokosen läpi, on kääntäen verrannollinen reiän kokoon.
Kapillaarisuusteorian mukaan kapillaarissa olevan vesipatsaan korkeus on epäsuorasti verrannollinen kapillaarin läpimittaan.
Pintajännitysvoimat pitivät kapillaarissa olevaa vettä ylhäällä, ja kun kapillaarin läpimitta käy pienemmäksi, painon paino vesipatsaassa nousee. Vesi voidaan työntää takaisin alas paineella, jolla on sama ekvivalenttikorkeus kuin vesipatsaalla. Siten määrittämällä paine, joka tarvitaan veden pakottamiseksi ulos kapillaarista, voidaan laskea kapillaarin halkaisija.
Käytännössä suodatinelementin huokoskoko voidaan määrittää kostuttamalla elementti nesteellä ja mittaamalla paine, jolla ensimmäinen kuplavirta lähtee elementin yläpinnalta.
Menettely
Menettely kuplapistekokeen suorittamiseksi on kuvattu American Society for Testing and Materials -standardin (ASMT-standardi, ASMT) menetelmässä F316.
Suodattimen yläosa asetetaan kosketuksiin nesteen kanssa, alaosa ilman kanssa, suodattimen pidike liitetään säädetyn paineen lähteeseen. Ilmanpainetta nostetaan asteittain ja havaitaan kuplien muodostuminen nesteen puolelle. Kuplapistettä alhaisemmissa paineissa kaasu kulkee suodattimen läpi vain diffuusiolla, mutta kun paine on riittävän korkea irrottamaan nesteen huokosista, alkaa irtovirtaus ja kuplat näkyvät.
Kuplatestin alkupaine määrittää suurimman reiän koon (ja sijainnin), avoimen kuplapisteen paine määrittää elementin keskimääräisen huokoskoon. Jälkimmäiseen voi vaikuttaa sekä virtausnopeus että paine.
Teoreettinen suhde tämän siirtymäpaineen ja kuplapisteen paineen välillä on:
D = (4g x cos q) / P
missä:
P = kuplapistepaine
g = nesteen pintajännitys (72 dynes/cm vedelle)
q = nesteen ja kiintoaineen välinen kosketuskulma (joka vedelle yleensä oletetaan nollaksi)
D = huokosen halkaisija
Sen vuoksi, että käytännön suodatinelementin huokoset eivät todennäköisesti ole kapillaariputkien muotoisia, kaavaan on otettava käyttöön muodon korjauskerroin K.
Koska g ja q ovat vakioita, kaavaa voidaan yksinkertaistaa ottamalla käyttöön suodatinmateriaalista ja työntekijöiden yksikkömuodosta riippuva empiirinen kerroin K1:
D = K1 / P
D on taas huokosten suurin keskimääräinen halkaisija millimetreinä.