CN219552186U - 基于拉脱法测量液体表面张力的实验装置 - Google Patents

基于拉脱法测量液体表面张力的实验装置 Download PDF

Info

Publication number
CN219552186U
CN219552186U CN202320901102.5U CN202320901102U CN219552186U CN 219552186 U CN219552186 U CN 219552186U CN 202320901102 U CN202320901102 U CN 202320901102U CN 219552186 U CN219552186 U CN 219552186U
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid
transparent container
thermoelectric module
temperature sensor
measuring cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202320901102.5U
Other languages
English (en)
Inventor
祁予扬
刘万豪
郭思媛
杨旭昕
吴季强
侯红生
孙哲
苏晓松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hangzhou Normal University
Original Assignee
Hangzhou Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hangzhou Normal University filed Critical Hangzhou Normal University
Priority to CN202320901102.5U priority Critical patent/CN219552186U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN219552186U publication Critical patent/CN219552186U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

本实用新型涉及基于拉脱法测量液体表面张力的实验装置。本实用新型包括透明容器、量筒、U形金属框、力敏传感器和数字电压表。明容器上盖有上盖，透明容器内上部设置有环境热电模块和环境温度传感器，下部设置有液体热电模块和液体温度传感器，均与温控仪连接；金属框竖直设置在透明容器内，金属框的水平横梁通过拉绳与力敏传感器的触头连接，力敏传感器与数字电压表连接。透明容器和量筒分别在接近底部的侧壁开孔，透明容器和量筒分别通过软管与截止阀相接。量筒内设置有圆柱形游标。本实用新型能够测量不同液体在不同温度下的表面张力，液位高度测量更为准确。本实用新型设计巧妙，操作简单方便。

Description

基于拉脱法测量液体表面张力的实验装置
技术领域
本实用新型属于实验器材技术领域，涉及一种基于拉脱法测量液体表面张力的实验装置，可实现测量不同液体在不同温度下的表面张力。
背景技术
液体表面张力系数是指液体表面分界线单位长度上的表面张力。测量液体表面张力系数的方法有拉脱法、毛细管升高法和液滴测重法等。其中，拉脱法是一种直接测定液体表面张力系数的方法，被广泛使用。传统的拉脱法是通过焦利秤测定液体表面张力系数；该实验是利用胡克定律，通过调节弹簧升降测量液体表面张力，从而测定张力系数。该实验关键环节之一是控制镜面水平线，玻璃管水平线及其在镜面中的像三者重合，即“三线对齐”。在操作过程中，需要同时利用左右手分别调节焦利秤升降旋钮和平台调节旋钮并用肉眼观察三线是否对齐，此操作存在一定难度。并且由于受弹簧振动等因素影响为精确测量带来一定的困难，无法精确控制三线对齐。此外，在实验之前，需要对弹簧劲度系数进行标定；在实验过程中需要测量金属框所受浮力与重力差值，实验步骤繁琐。
液体表面张力不仅与液体种类有关，还与温度有关。现有的可变温的液体表面张力系数测定装置都仅对待测液体进行升温，而产生的液膜仍然处于空气环境温度状态，与待测液体之间存在一定的温度差。因此，并不能通过改变待测液体的温度而实现液膜变温。根据此方案测定的液体表面张力随温度变化的对应关系严重偏离理论值。此外，现有通过液膜高度放大法测量液膜高度的测量精度仅能控制在0.1～0.5mm范围，有待改进。
发明内容
本实用新型的目的就是针对现有技术的不足，提供一种基于拉脱法测量液体表面张力的实验装置。
本实用新型包括透明容器、量筒、U形金属框、力敏传感器和数字电压表。
所述的力敏传感器固定安装在铁架台的水平支撑杆上，力敏传感器与数字电压表连接。
所述的透明容器上盖有上盖，透明容器内上部设置有环境热电模块和环境温度传感器，下部设置有液体热电模块和液体温度传感器；环境热电模块、环境温度传感器、液体热电模块和液体温度传感器与温控仪连接；温控仪根据环境温度传感器和液体温度传感器的温度控制环境热电模块和液体热电模块的开启和关闭；金属框竖直设置在透明容器内，金属框的水平横梁通过拉绳与力敏传感器的触头连接。
所述的透明容器和量筒分别在接近底部的侧壁开孔，透明容器和量筒分别通过软管与截止阀相接。
所述的量筒内设置有圆柱形游标，游标的直径与量筒内径匹配。游标的侧壁均匀刻有九条刻度线，相邻两条刻度线的距离为0.9mm，最下方刻度线距离底面为0.9mm，即最高刻度线与底面距离为9mm。
本实用新型仅需读出液膜被拉出时数字电压表读数及量筒中水面上升高度，即可获得液体表面张力和拉起液膜的质量，从而精确快速测定液体表面张力。本实用新型能够测量不同液体在不同温度下的表面张力，通过截止阀可以控制水面下降，助力液膜的平稳产生。采用具有游标结构的量筒测量液位高度，测量更为准确。本实用新型设计巧妙，操作简单方便。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为游标的外观示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，基于拉脱法测量液体表面张力的实验装置，包括透明容器1、量筒2、U形金属框3、力敏传感器4和数字电压表5。
力敏传感器4固定安装在铁架台的水平支撑杆6上，力敏传感器4与数字电压表5连接，当有作用于力敏传感器4触头向下的力时，数字电压表5显示电压变化。
透明容器1上盖有上盖7，透明容器1内上部设置有环境热电模块8和环境温度传感器9，下部设置有液体热电模块10和液体温度传感器11；环境热电模块8、环境温度传感器9、液体热电模块10和液体温度传感器11与温控仪12连接，温控仪12根据环境温度传感器9和液体温度传感器11的温度控制环境热电模块8和液体热电模块10的开启和关闭，使透明容器内的液体与上方空气的环境温度保持一致。金属框3竖直设置在透明容器1内，金属框3的水平横梁通过拉绳14与力敏传感器4的触头连接。
透明容器1和量筒2分别在接近底部的侧壁开孔，透明容器1和量筒2分别通过软管15与截止阀16相接，截止阀16打开时，透明容器1和量筒2通过软管15连通，透明容器1内装有待测液体(水)13，量筒2内设置有游标17。如图2，游标17为轻质圆柱体，直径与量筒内径匹配。游标17的侧壁均匀刻有9条刻度线，相邻两条刻度线的距离为0.9mm，最下方刻度线距离底面为0.9mm，即最高刻度线与底面距离为9mm。
具体测量过程如下：
步骤1.对力敏传感器进行标定，力敏传感器触头上挂不同质量砝码，根据数字电压表读数，得到拉力与电压变化之间的线性关系。
步骤2.用游标卡尺分别测出圆柱形透明容器内径d1和量筒内径d2，计算出透明容器与量筒截面积比即在相同体积下，烧杯内液体每下降h高度，量筒内液体上升高度H＝λ·h。
步骤3.将待测液体(水)加入透明容器，液面高度在中线以上位置。
步骤4.将U形金属框的拉绳穿过上盖，挂在力敏传感器的触头上。
步骤5.调整力敏传感器高度，将U形金属框浸入待测液体(水)中，保持金属框静止。
步骤6.开启温控仪12，温控仪12通过液体热电模块10对待测液体进行加热，通过环境热电模块8对待测液体上方的空气进行加热，环境温度传感器9和液体温度传感器11检测温度。当达到设定温度，关闭液体热电模块10和环境热电模块8，透明容器内的液体与上方空气的环境温度保持一致。这样，拉出的液膜温度与液体和环境的温度更为一致。
步骤7.开启截止阀，透明容器内的待测液体流入量筒；当U形金属框的横梁与液面平齐，关闭截止阀，记录量筒内液位高度H1，将数字电压表显示归零。
步骤8.再次开启截止阀，透明容器中液面缓慢下降，U形金属框内形成液膜。
步骤9.关闭截止阀，记录量筒液面高度H2和数字电压表读数V1。
步骤10.根据量筒液面的上升高度H＝H2-H1，得到透明容器液面的下降高度即液膜的高度。根据数字电压表读数V1得到作用在力敏传感器触头上向下的拉力，即液体表面张力。
改变透明容器内的液体与上方空气的环境温度、液膜的高度，重复测量液体表面张力，验证与液体表面张力有关的各项公式。
游标可与量筒刻度配合形成游标卡尺。量筒上刻线间距(每格)为1mm,当圆柱体游标刻度尺上的零线与量筒零线对准时,游标上的第10刻线正好指向等于量筒上的9mm,而游标上的其他刻线都不会与量筒上任何一条刻线对准。游标每格间距为0.9mm，量筒每格间距与游标每格间距相差为1mm-0.9mm＝0.1mm。这样将测量精度从1mm提升到0.1mm，并且只需读出游标上的第几根刻度线与量筒的刻度线对准，就可以更加精确地读出液面的高度。

Claims (2)

1.基于拉脱法测量液体表面张力的实验装置，包括透明容器、量筒、U形金属框、力敏传感器和数字电压表；其特征在于：
所述的力敏传感器固定安装在铁架台的水平支撑杆上，力敏传感器与数字电压表连接；
所述的透明容器上盖有上盖，透明容器内上部设置有环境热电模块和环境温度传感器，下部设置有液体热电模块和液体温度传感器；环境热电模块、环境温度传感器、液体热电模块和液体温度传感器与温控仪连接；温控仪根据环境温度传感器和液体温度传感器的温度控制环境热电模块和液体热电模块的开启和关闭；金属框竖直设置在透明容器内，金属框的水平横梁通过拉绳与力敏传感器的触头连接；
所述的透明容器和量筒分别在接近底部的侧壁开孔，透明容器和量筒分别通过软管与截止阀相接；
所述的量筒内设置有圆柱形游标，游标的直径与量筒内径匹配。
2.如权利要求1所述的基于拉脱法测量液体表面张力的实验装置，其特征在于：所述的游标的侧壁均匀刻有九条刻度线，相邻两条刻度线的距离为0.9mm，最下方刻度线距离底面为0.9mm，即最高刻度线与底面距离为9mm。
CN202320901102.5U 2023-04-18 2023-04-18 基于拉脱法测量液体表面张力的实验装置 Active CN219552186U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202320901102.5U CN219552186U (zh) 2023-04-18 2023-04-18 基于拉脱法测量液体表面张力的实验装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202320901102.5U CN219552186U (zh) 2023-04-18 2023-04-18 基于拉脱法测量液体表面张力的实验装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN219552186U true CN219552186U (zh) 2023-08-18

Family

ID=87731893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202320901102.5U Active CN219552186U (zh) 2023-04-18 2023-04-18 基于拉脱法测量液体表面张力的实验装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN219552186U (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101949809B (zh) 液体表面张力系数测量仪
CN2938074Y (zh) 一种液体表面张力系数测定仪
CN110646323A (zh) 一种等体积静浮力比较法测定液体密度的装置及方法
CN219552186U (zh) 基于拉脱法测量液体表面张力的实验装置
CN202305366U (zh) 液体表面张力系数测量仪
CN102063826A (zh) 焦利氏秤及应用
US5367782A (en) Level marking method and level marking apparatus
CN200950116Y (zh) 一种液体表面张力系数测定仪
CN217277667U (zh) 泵吸式液体表面张力系数测量仪
CN2278206Y (zh) 重力式液位仪
CN115854861A (zh) 一种钢瓶内壁粗糙度检测装置
CN201344890Y (zh) 教学用液体表面张力系数测量仪
CN215448879U (zh) 一种拉脱法测量液体表面张力系数的实验装置
CN103018109A (zh) 杨氏模量测试仪
CN109060068A (zh) 一种自动读取玻璃容器液体体积的装置及方法
CN202939099U (zh) 杨氏模量测试仪
CN206192223U (zh) 一种码桥高度检测器
Meyers et al. A multiple manometer and piston gages for precision measurements
CN113533033A (zh) 基于液压微小位移放大器原理的金属丝杨氏模量测量仪器
CN2575658Y (zh) 密度天平
CN202453273U (zh) 一种液体表面张力系数测量装置
US2439342A (en) Pressure measuring apparatus
CN203259439U (zh) 一种液体表面张力系数与温度关系测量装置
CN214010987U (zh) 基于机器视觉及光学干涉的液体表面张力系数测量系统
CN110053828B (zh) 一种感温包自动标定机和标定方法

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant