CN203838926U - 变温粘滞系数实验仪控温装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种变温粘滞系数实验仪控温装置，包括控温系统、样品管盖、样品管、待测液体、上液温度传感器和下液温度传感器，样品管的内管与外管之间设置有空腔，控温系统包括电热器、气体温度传感器、风扇、密封箱和控制器，电热器、密封箱内的上部设置有进风口，密封箱内的下侧设置有出风口，上液温度传感器、下液温度传感器和气体温度传感器分别通过信号线与控温系统的控制器相连，电热器和风扇通过电源线与控温系统的控制器相连。本实用新型结构简单，制作成本低，使用方便，有利于大规模推广应用，适用于物理教学实验等领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种物理用实验装置，尤其涉及一种变温粘滞系数实验仪控温装置。
背景技术
粘滞系数是表征液体内摩擦力性质的重要物理量，测定液体粘滞系数在化学、医学、水利工程、材料科学、机械工业和国防建设中均有重要意义。对液体粘滞系数的测量成为各理工院校大学物理实验课的常开验证性实验项目。液体粘滞系数不仅与液体种类有关，还与液体的温度密切相关。与更换液体种类相比，改变待测液体温度来观测粘滞系数变化更符合大学物理实验课学生人数多的特点。现在大学物理实验课中一般都采用水浴控温的变温粘滞系数实验仪。
水浴控温利用热水循环来加热改变样品管内待测液体温度，由于水热惯性相对较大，需先把水温加热至待测液体的设定值，温控仪温度达到设定值后再等约10分钟，使样品管中的待测液体温度与加热水温完全一致，才能测量待测液体的粘滞系数。因此，采用水浴控温，大量实验时间消耗在等待升温上，实验进行缓慢；而待测液体温度是否已均匀达到设定值，难以准确判断；尤其是只能升温，不能降温，特别不利于大学物理实验课程中该项目的大规模开设。同时，现有变温粘滞系数实验仪中一般采用自动计时，原有动手训练内容大为减少；计算机已大量普及，适当增加信息采集和处理的实验训练内容很有必要。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种简单、可升温降温测量的变温粘滞系数实验仪控温装置。
本实用新型的目的是这样实现的，一种变温粘滞系数实验仪控温装置，包括控温系统、样品管盖、样品管、待测液体、上液温度传感器和下液温度传感器，样品管包括内管和外管，上液温度传感器固定安装在样品管内管的管壁内侧上部，下液温度传感器固定安装在样品管内的底部，样品管的内管与外管之间设置有空腔，样品管的内管设置有待测液体，所述控温系统包括电热器、气体温度传感器、风扇、密封箱和控制器，电热器、气体温度传感器和风扇固定安装在控温系统内的密封箱内，密封箱内的上部设置有进风口，密封箱内的下侧设置有出风口，进风口通过导管与样品管的空腔上部连通，出风口通过导管与样品管的空腔下部连通，上液温度传感器、下液温度传感器和气体温度传感器分别通过信号线与控温系统的控制器相连，电热器和风扇通过电源线与控温系统的控制器相连。为实现本实用新型结构进一步优化，进一步的措施是，连通于密封箱出风口的导管上设置有泄气阀；样品管的内管和外管为玻璃管或亚克力管；密封箱与样品管的空腔连通的导管为橡胶管或塑料管。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型采用热惯性较小的空气为控温媒介，可以使气流温度高于待测液体温度设定值，加快实验速度。
2、本实用新型可以通过打开密封箱的出风口相连通的导管上的泄气阀，并关闭电热器进行通风散热，能够迅速对待测液体降温进行实验，提高实验效率。
3、本实用新型采用上下两个液温度传感器，分别测量样品管内底部中心和上部液面边沿的待测液体温度，可以直接观测待测液体温度的均匀性，有利于选择落体释放时间，并避免了精确控制待测液体温度的实验难点。
4、本实用新型结构简单，制作成本低，使用方便，有利于大规模推广应用。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型变温粘滞系数实验仪控温装置的结构示意图。
图中：1、控温系统，2、样品管盖，3、上液温度传感器，4、样品管，5、空腔，6、待测液体，7、下液温度传感器，8、落体控制器、9、泄气阀， 101、电热器，102、进风口，103、出风口，104、气体温度传感器，105、风扇、106、控制器，107、密封箱。
具体实施方式
参见附图1：一种变温粘滞系数实验仪控温装置，包括控温系统1、样品管盖2、样品管4、待测液体6、上液温度传感器3和下液温度传感器7，样品管4包括内管和外管，上液温度传感器3固定安装在样品管4内管的管壁内侧上部，下液温度传感器7固定安装在样品管4内的底部，样品管4的内管与外管之间设置有空腔5，样品管4的内管设置有待测液体6，所述控温系统1包括电热器101、气体温度传感器104、风扇105、密封箱107和控制器106，电热器101、气体温度传感器104和风扇105固定安装在控温系统1内的密封箱107内，密封箱107内的上部设置有进风口102，密封箱107内的下侧设置有出风口103，进风口102通过导管与样品管4的空腔5上部连通，出风口103通过导管与样品管4的空腔5下部连通，上液温度传感器3、下液温度传感器7和气体温度传感器104分别通过信号线与控温系统1的控制器106相连，电热器101和风扇105通过电源线与控温系统1的控制器106相连。为实现本实用新型结构进一步优化，进一步的措施是，连通于密封箱107出风口103的导管上设置有泄气阀9；样品管4的内管和外管为玻璃管或亚克力管；密封箱107与样品管4的空腔5连通的导管为橡胶管或塑料管。
实施例：在变温粘滞系数实验仪升温实验时，样品管（4）与样品管盖（2）固定连接，样品管盖（2）上设置落体控制器（8），控温系统1与样品管4之间密封连接，根据控制器106采集的气体温度传感器104的测量值，控温系统1通过电热器101和风扇105控制温度高于设定值1°C -7°C的热气流在控温系统1与样品管4之间循环流动，使待测液体6升温，当下液温度传感器7读数略低于设定值时，优选为1°C，电热器101和风扇105停止工作，在上液温度传感器3和下液温度传感器7的读数差小于一定值时，优选为0.1°C，通过落体控制器8释放落体进行实验测量，选下液温度传感器7的读数为待测液体6的实时温度，通过计算机拟合得到待测液体6粘滞系数随温度的变化曲线，与参考值相比分析实验结果。当待测液体6温度升高后再进行降温实验，打开密封箱107的出风口103相连通的导管上的泄气阀9，关闭电热器101，利用风扇105通风散热，使待测液体6降温，当下液温度传感器7读数略高于设定值时，优选为1°C，风扇105停止工作，在上液温度传感器3和下液温度传感器7的读数差小于一定值时，优选为0.1°C，通过落体控制器8释放落体进行实验测量。
本实用新型采用热惯性较小的空气为控温媒介，可以使气流温度高于待测液体温度设定值，加快实验速度。在待测液体6被加热升温后，可以通风散热，逐步降低待测液体6温度，测量待测液体6粘滞系数随温度的变化。而且通过采用上液温度传感器3和下液温度传感器7，分别测量样品管4内底部中心和上部液面边沿的待测液体6温度，可以直接观测待测液体6温度的均匀性，有利于选择落体释放时间，并避免了精确控制待测液体6温度的实验难点。本实用新型结构简单，制作成本低，使用方便，有利于大规模推广应用，适用于物理教学实验等领域。
Claims (4)
1.一种变温粘滞系数实验仪控温装置，其特征在于，所述变温粘滞系数实验仪控温装置包括控温系统（1）、样品管盖（2）、样品管（4）、待测液体（6）、上液温度传感器（3）和下液温度传感器（7），样品管（4）包括内管和外管，上液温度传感器（3）固定安装在样品管（4）内管的管壁内侧上部，下液温度传感器（7）固定安装在样品管（4）内的底部，样品管（4）的内管与外管之间设置有空腔（5），样品管（4）的内管设置有待测液体（6）,所述控温系统（1）包括电热器（101）、气体温度传感器（104）、风扇（105）、密封箱（107）和控制器（106），电热器（101）、气体温度传感器（104）和风扇（105）固定安装在控温系统（1）内的密封箱（107）内，密封箱（107）内的上部设置有进风口（102），密封箱（107）内的下侧设置有出风口（103），进风口（102）通过导管与样品管（4）的空腔（5）上部连通，出风口（103）通过导管与样品管（4）的空腔（5）下部连通，上液温度传感器（3）、下液温度传感器（7）和气体温度传感器（104）分别通过信号线与控温系统（1）的控制器（106）相连，电热器（101）和风扇（105）通过电源线与控温系统（1）的控制器（106）相连。
2.根据权利要求1所述的变温粘滞系数实验仪控温装置，其特征在于，连通于密封箱（107）出风口（103）的导管上设置有泄气阀（9）。
3.根据权利要求1所述的变温粘滞系数实验仪控温装置，其特征在于，样品管（4）的内管和外管为玻璃管或亚克力管。
4.根据权利要求1所述的变温粘滞系数实验仪控温装置，其特征在于，密封箱（107）与样品管（4）的空腔（5）连通的导管为橡胶管或塑料管。
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