CN114428038A - 一种落球法测液体粘滞系数实验装置 - Google Patents
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Abstract
一种落球法测液体粘滞系数实验装置，盒体通过合页连接盖体，盖体上设有三个投球孔，盒体内螺钉固定三个空心柱管；盒体两侧螺钉固定激光束传感器，正面固定温度继电器；激光束传感器与温度继电器连接直流电源；温度继电器连接导热体；三个空心柱管通过三通连接泵体，泵体连接油罐。相比较传统实验变量更多，会使实验结果更加具有价值。
Description
技术领域
本发明属于实验仪器技术领域，具体涉及一种落球法测液体粘滞系数实验装置。
背景技术
完善现有实验装置只能对液体种类这一单一影响因素进行实验的不足，本装置可以对实验液体进行加热，并对温度这一影响因素进行实验。改进装置调节水平的方式，防止地板因重力发生形变导致调节水平的能力下降。改进测量方式，用红外激光传感器检测小球下落时间以取代人眼观察。通过油泵将实验液体抽出并密封保存，防止因长时间暴露在空气中导致实验液体变质，同时在抽干液体后用带磁铁的长棒将小铁球吸出。取球方便，防止油液滴出，减小对环境的污染。有利于更加准确的测量小球下落时间，调节水平度，使实验更精确。
发明内容
本发明的目的是提供一种落球法测液体粘滞系数实验装置，可变化温度，相比较传统实验变量更多，会使实验结果更加具有价值。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种落球法测液体粘滞系数实验装置，包括盒体（1）,其特征在于，盒体（1）通过合页（3）连接盖体（2），盖体（2）上设有三个投球孔（4），盒体（1）内螺钉固定三个空心柱管（5）；盒体（1）两侧螺钉固定激光束传感器（8），正面固定温度继电器（6）；激光束传感器（8）与温度继电器（6）连接直流电源（19）；温度继电器（6）连接导热体（9）；三个空心柱管（5）通过三通连接泵体（11），泵体（11）连接油罐（12）。
所述的温度继电器设有温度控制及显示模块。
所述的三个投球孔（4）与三个空心柱管（5）同心。
所述的盒体（1）与盖体（2）、三个投球孔（4）、螺钉密封处理。
所述的激光束传感器（8）采用4个，对称设置在盖体（2）两侧。
所述的温度继电器（6）采用两个，为高精度温度控制器。
本发明的有益效果是：
1、丰富可测量的影响因素，可变化温度，该实验相比较传统实验变量更多，会使实验结果更加具有价值。
2、环保且有利于实验重复进行，蓖麻油可通过油泵抽出，便于蓖麻油的保存，防止蓖麻油变质。
3、减小人为误差，激光计时，相比较传统实验更加精确，可以减少实验误差。
4、提高实验精度，可通过三个螺丝调节量筒高度，防止量筒倾斜使实验出现误差。
5、亚克力板外壳美观大方，可直接观察到实验过程，也可以起到保温效果。
6、装置性价比高，本装置成本低于1000 元，如果成批量制作，造价会更低，和它实现的功能相比，具有较高的性价比。
7、装置稳定抗干扰能力强，仪器密封不易受外界温度影响，对实验环境要求不苛刻，易于开展实验。
8、采用模块化设计方案，装置便于拆卸组装，方便运输保存。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2位本发明的实体图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进一步叙述。
如图1、2所示，一种落球法测液体粘滞系数实验装置，包括盒体（1）,其特征在于，盒体（1）通过合页（3）连接盖体（2），盖体（2）上设有三个投球孔（4），盒体（1）内螺钉固定三个空心柱管（5）；盒体（1）两侧螺钉固定激光束传感器（8），正面固定温度继电器（6）；激光束传感器（8）与温度继电器（6）连接直流电源（19）；温度继电器（6）连接导热体（9）；三个空心柱管（5）通过三通连接泵体（11），泵体（11）连接油罐（12）。
所述的温度继电器设有温度控制及显示模块。
所述的三个投球孔（4）与三个空心柱管（5）同心。
所述的盒体（1）与盖体（2）、三个投球孔（4）、螺钉密封处理。
所述的激光束传感器（8）采用4个，对称设置在盖体（2）两侧。
所述的温度继电器（6）采用两个，为高精度温度控制器。
本发明的工作原理是：
1.先对桶柱底端三个螺丝的紧固程度进行调整，使仪器水平，通过对紧固激光器的螺丝进行调节使激光对正。
2.打开直流电源，使水泵启动外部水循环，同时温度控制模块及计时模块开始工作。再接通半导体制冷片，利用放热端对蓖麻油进行加热，若要进行降温，只需更改温控继电器为制冷模式并交换半导体制冷片正负极即可。当到达预设温度时，温度继电器断开，油泵停止抽油。待稳定一段时间后，从壳体上端投球孔处投下小球。经激光束检测后计时电路板显示检测段小球下落时间，同一直径桶柱进行多次不同温度测量。当换用其它直径桶柱时，只需控制分流阀的开闭即可将原桶柱内液体抽取到新的桶柱中。
3.待实验结束后，将蓖麻油全部从分流阀导出口导出到容器中完成对蓖麻油的回收储存。最后使用带有磁铁的长棒，深入桶底将小球吸出。整理实验仪器。
W1209高精度温度控制器能够控制液体的温度，最高温度可设置为60℃，最低可设置为零下20℃，通过改变温度来测定不同温度下液体的粘滞系数。
两个循环系统，内部油循环和外部水循环，前者为实验提供实验液体，后者为实验控制温度，利用水的比热容大来达到控温的目的，防止装置调为制冷模式时热量散不出去。目前用多阀门控制系统可以达到互通的效果，可以针对性地控制某些路液体的流动，最后汇入四阀门排油管将油排入密封容器中储存，可以避免因空气接触而导致油变质。
环境方面
通过水泵吸出小球从而减少了因人为取球而导致环境污染、资源浪费，因为水泵功率较大，能够将小球与少量的实验液体从管底带出，避免了因人为取球而导致液体损失过多和液体洒出导致的环境污染问题。
仪器方面
实验装置的密封效果较好，这样可以避免空气带来的影响，与此同时，管内液体形成密闭环境，不再需要人工添加实验液体，做到了方便快捷。这种循环机制在本实验中尤其重要。在本组进行第一代产品测量数据时，经常受到同一液体因深度不同内部密度不同的影响，小球的下落现象会先快后慢达到最慢，此循环机制打破这一局面，在不同深度液体密度也几乎相同，保证小球所受阻力几乎不变。
温度控制方面
由于油的粘稠性，需要严格的温度控制，通过半导体散热片作为降温装置，此外外部的水循环也可达到降温的目的，升温时，可用半导体的制热端制热，制冷时可用制冷端搭配外部循环装置散热降温。
测定小球下落时间采用激光测量法，相比于目测有更高的精准度，当小球下落第一次经过激光瞄准线时开始计时至再一次经过激光结束计时为一次测量。
通过使用制冷片、水冷头控制温度，第二代采用外围过水的方法代替第一代放热风扇进行降温。
泵体使用方面：采用大功率油泵代替水泵，便于抽动粘稠度较高的液体。
外壳方面：
在仪器顶部打通三个孔，小球可通过孔位直线下落从而保证小球下落为垂直下落。
底板上三个1.2厘米的浅孔便于固定管的位置，其次呈正三角形的型号为M4的螺丝位于底部保证了管与底部切合，与三个螺丝上的小弹簧配合可调整管的高度。
液体流动控制方面：使用分流阀门来控制各路液体的流动与分配。
实验器材回收方面：实验器材为小铁球，由于体积小，所以可将磁铁棒伸入管底部吸取小球，减少了环境污染同时可大大提高器材的重复使用率
通过实验数据可以看出实验装置精度高，增加了对温度这一影响因素的测量，综合性强。操作过程简单，且更加环保，对环境污染小，便于在学校推广使用。
Claims (6)
1.一种落球法测液体粘滞系数实验装置，包括盒体（1）,其特征在于，盒体（1）通过合页（3）连接盖体（2），盖体（2）上设有三个投球孔（4），盒体（1）内螺钉固定三个空心柱管（5）；盒体（1）两侧螺钉固定激光束传感器（8），正面固定温度继电器（6）；激光束传感器（8）与温度继电器（6）连接直流电源（19）；温度继电器（6）连接导热体（9）；三个空心柱管（5）通过三通连接泵体（11），泵体（11）连接油罐（12）。
2.根据权利要求1所述的一种落球法测液体粘滞系数实验装置，其特征在于，所述的温度继电器设有温度控制及显示模块。
3.根据权利要求1所述的一种落球法测液体粘滞系数实验装置，其特征在于，所述的三个投球孔（4）与三个空心柱管（5）同心。
4.根据权利要求1所述的一种落球法测液体粘滞系数实验装置，其特征在于，所述的盒体（1）与盖体（2）、三个投球孔（4）、螺钉密封处理。
5.根据权利要求1所述的一种落球法测液体粘滞系数实验装置，其特征在于，所述的激光束传感器（8）采用4个，对称设置在盖体（2）两侧。
6.根据权利要求1所述的一种落球法测液体粘滞系数实验装置，其特征在于，所述的温度继电器（6）采用两个，为高精度温度控制器。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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