一種非接觸式測量液體粘滯系數的裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術提供了一種非接觸式測量液體粘滯系數的裝置，包括：氦氖激光器、旋鈕Ⅰ、支架Ⅰ、電線、電源模塊、光能量計Ⅰ、光能量計Ⅱ、待測液體槽、CCD圖像傳感器、旋鈕Ⅱ、計算機、支架Ⅱ、旋鈕Ⅲ、平板振動器和可視恒溫裝置。本實用新型專利技術可用于測量液體的粘滯系數，與傳統裝置相比，不僅可以使整個液面上不會出現點源式的波面傳播，減少隨機誤差的同時確保實驗具有高重復性，還可以確保整個待測液體槽的液體溫恒定，防止因溫度對液體粘滯系數產生的影響，具有操作方便、實時、無損和非接觸地測量的優點，避免了接觸測量的較大誤差影響，會對液體粘滯系數測量領域帶來較好的效果。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
一種非接觸式測量液體粘滯系數的裝置
本技術涉及一種測量液體粘滯系數的裝置，特別是一種非接觸式測量液體粘滯系數的裝置，屬于測量裝置
。
技術介紹
液體粘度是液體內部某一部分相對于另一部分流動時摩擦阻力的度量，是表征液體粘滯性強弱的重要參數。液體的粘度直接影響其運移、流動。粘滯性作為液體的一個重要的性質，通常用粘滯系數來描述液體的粘滯性。液體粘滯系數的大小還與于液體的溫度有關，溫度升高，粘滯系數將迅速減小。因此，正確測定液體在不同溫度的粘滯系數有重要的實際意義。一般液體均具有不同程度的粘滯性。傳統的粘滯系數測量有多種多樣的方法，有落球法、毛細管法、轉筒法等。其中，在大學物理教學實驗中，一般采用落球法，這種方式測量時間誤差大，操作繁瑣，要求較高，只能測室溫或稍微高于室溫的液體在不同溫度下的粘滯系數；毛細管法中管徑的清潔很困難，管徑結構的變化影響測量結果；旋轉式粘度計所需的硬件設備較多，結構復雜，誤差較大。以上測量方式均為接觸式測量，都有一定的局限性和缺點。為了克服了以上測量方式的不足之處，運用低頻液體表面波光衍射效應的原理，新設計了測量方式。液體表面發生振動時，會在液體表面產生表面波。由于液體存在粘滯性，當波沿液體的表面傳播時，引 起波振幅的衰減。對于粘滯系數較小的液體，表面波能量的變化滿足下述關系=其中:E為單位面積上波能量|力波矢量，且l = i,A為表面波波長，^為粘滯系數，P為液體密度。相鄰衍射條紋的間隔為dzzA/AcosJ (z為觀察屏到液體表面的距離)，對于給定的入射角設和激光波長1，只要實驗上直接測出《?和Z值，則可求出表面波波長A，相應的可以得到波矢量I，所以最終歸結出來，只要能得到能量的值，再結合其他參數就可以求出液體的粘滯系數。為了無損測量液體的粘滯系數，基于上述測量方式設計了一種非接觸式測量液體粘滯系數的裝置。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種非接觸式測量液體粘滯系數的裝置。本技術解決其技術問題所采用的技術方案是:一種非接觸式測量液體粘滯系數的裝置，包括:氦氖激光器、旋鈕1、支架1、電線、電源模塊、光能量計1、光能量計I1、待測液體槽、CXD圖像傳感器、旋鈕I1、計算機、支架I1、旋鈕II1、平板振動器和可視恒溫裝置，其特征在于:氦氖激光器下端與支架I相連，左端通過電線與電源模塊相連，右邊與光能量計I貼近；CCD圖像傳感器下端與支架II相連，右端通過電線與計算機和電源模塊相連，左邊與光能量計II貼近；平板振動器上面放有待測液體槽，下面放有可視恒溫裝置，左端通過電線與電源模塊相連；計算機、可視恒溫裝置、光能量計I和光能量計II下端分別通過電線與電源模塊相連。支架I上有上下調節氦氖激光器的旋鈕I ;支架II上有上下調節CXD圖像傳感器的旋鈕II ;平板振動器右邊有調節振動頻率的旋鈕III;可視恒溫裝置有三個溫度傳感器(保證液體在測量時整體處于恒定溫度)，三個傳感器測量的溫度在恒溫裝置上顯示溫度一樣時可以進行液體粘滯系數的測量。本技術的有益效果是:提供了一種非接觸式測量液體粘滯系數的裝置，同時將激光器和CCD圖像傳感器分別安裝在可調支架上，可以在測量前進行調節；在待測液體裝置下面放有平板振動器，可以保證在振動時整個液體便面的振動保持同步，克服了液體表面激發器因有點源產生不均勻波面、可重復性不好以及出現測量結果誤差大的現象；放入了恒溫裝置，可以保證在不同恒定溫度下對液體的粘滯系數進行測量，該裝置操作簡單，測量效果好，在液體粘滯系數測量方面具有非常好的應用前景。【附圖說明】圖1為一種非接觸式測量液體粘滯系數的裝置結構示意圖。【具體實施方式】下面結合附圖對本技術作進一步說明。圖1中，1 一氦氖激光器,2—旋鈕I ,3—支架I ,4一電線,5 —電源模塊，6—光能量計I，7—光能量計II，8—待測液體槽，9一(XD圖像傳感器，10—旋鈕II，11 一計算機，12—支架II，13—旋鈕III，14一平板振動器，15—可視恒溫裝置。首先，將氦氖激光器I安裝在支架I 3上，并將光能量計I 6靠近氦氖激光器I光發射口放置。在與氦氖激光器I光發射口處于同一豎直平面的水平桌面上放置可視恒溫裝置15，接著將平板振動器14放在可視恒溫裝置15上端，再將待測液體槽8放于平板振動器14上面。其次，將CXD圖像傳感器9安裝在支架II 12上，并將光能量計II 7靠近CXD圖像傳感器9光接收口放置。將CXD圖像傳感器9右端通過電線4與計算機11相連。最后，將氦氖激光器I左端、CXD圖像傳感器9右端、平板振動器14左端、計算機11、光能量計I 6和光能量計II 7下端通過電線4與電源模塊5相連，提供整個裝置工作時的電能。連接好整個測量過程中，保證氦氖激光器1、CXD圖像傳感器9、可視恒溫裝置15、平板振動器14、待測液體槽8、光能量計I 6和光能量計II 7處于同一豎直平面內。因為溫度對液體的粘滯系數有一定的影響，所以打開可視恒溫裝置15，將可視恒溫裝置15的三個溫度傳感器以等距離放入待測液體槽8，以確保整個待測液體槽8的水溫恒定。接著，打開氦氖激光器1，使激光打入待測液體槽8。在待測液體槽8另一側用CCD圖像傳感器9接收傳播過來的光，看計算機11上是否有結果顯示，如果沒有，可以調節支架I 3上的旋鈕I 2和支架II 12的旋鈕II 10直至計算機11上有結果為止。完成上一步之后，使氦氖激光器I再次打入待測液體槽8，確保計算機11上有結果的情況下，在氦氖激光器I出光口放上光能量計I 6，不放光能量計II 7，記錄下此時的光能量值。拿走氦氖激光器I處的光能量計I 6，在C⑶圖像傳感器9入光口放上光能量計II 7并記錄下此時的光能量值。到此初始的測量完成。接下來，打開平板振動器14，保證整個液面上不會出現液面激發器點源式的波面傳播，減少了隨機誤差，確保了實驗的高重復性。調節平板振動器14的旋鈕III13，設定測量時液體所需要的頻率。同樣，在氦氖激光器I出光口放上光能量計I 6，不放光能量計II 7，記錄下此時的光能量值。拿走氦氖激光器I處的光能量計I 6，在C⑶圖像傳感器9入光口放上光能量計II 7并記錄下此時的光能量值。如果需要測量其他溫度下液體的粘滯系數，可以調節可視恒溫裝置15直至需要的溫度，三個溫度傳感器所測量溫度在可視恒溫裝置15顯示結果相同時，便可以進行光能量值的測量。由于裝置測量時入射角沒固定，激光波長Λ〖亙定，相鄰衍射條紋的間隔d可從計算機上讀出，z為觀察屏到液體表面的距離容易得出，則可求出待測液體表面波波長A相應的可以得到波矢量I。待測液體密度#為固定值，所用時間容易測出。最終，將測量的光能量值，所用時間，波矢量尤密度#代入基本公式=積分后的公式，便可得到待測液體的粘滯系數。本技術可用于測量液體的粘滯系數，與傳統裝置相比，不僅可以使整個液面上不會出現點源式的波面傳播，減少隨機誤差的同時確保實驗具有高重復性，還可以確保整個待測液體槽的液體溫恒定，防止因溫度對液體粘滯系數產生的影響，具有操作方便、實時、無損和非接觸地測量的優點，避免了接觸測量的較大誤差影響，會對液體粘滯系數測量領域帶來較好的效果。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種非接觸式測量液體粘滯系數的裝置，包括：氦氖激光器、旋鈕Ⅰ、支架Ⅰ、電線、電源模塊、光能量計Ⅰ、光能量計Ⅱ、待測液體槽、CCD圖像傳感器、旋鈕Ⅱ、計算機、支架Ⅱ、旋鈕Ⅲ、平板振動器和可視恒溫裝置，其特征在于：氦氖激光器下端與支架Ⅰ相連，左端通過電線與電源模塊相連，右邊與光能量計Ⅰ貼近；CCD圖像傳感器下端與支架Ⅱ相連，右端通過電線與計算機和電源模塊相連，左邊與光能量計Ⅱ貼近；平板振動器上面放有待測液體槽，下面放有可視恒溫裝置，左端通過電線與電源模塊相連；計算機、可視恒溫裝置、光能量計Ⅰ和光能量計Ⅱ下端分別通過電線與電源模塊相連。

【技術特征摘要】
1.一種非接觸式測量液體粘滯系數的裝置，包括:氦氖激光器、旋鈕1、支架1、電線、電源模塊、光能量計1、光能量計I1、待測液體槽、CXD圖像傳感器、旋鈕I1、計算機、支架I1、旋鈕II1、平板振動器和可視恒溫裝置，其特征在于:氦氖激光器下端與支架I相連，左端通過電線與電源模塊相連，右邊與光能量計I貼近；CCD圖像傳感器下端與支架II相連，右端通過電線與計算機和電源模塊相連，左邊與光能量計II貼近；平板振動器上面放有待測液體槽，下面放有可視恒溫裝置，左端通過電線與電源模塊相連；計算機、可視恒溫裝置、光能量計I和光能量計II下端分別通過電線與...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭敏強，張明豪，丁澳，楊凌霄，韓仲，沈嘉健，
申請(專利權)人：郭敏強，
類型：新型
國別省市：河南;41