[實用新型]液面高度差測量裝置

有效

• 申請號: 201120250938.0
• 申請日: 2011-07-16
• 公開（公告）號: CN202195999U
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 林立禾
• 申請（專利權）人: 林立禾
• 主分類號: G01N13/02
• 分類號: G01N13/02
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本實用新型涉及一種液面高度差測量裝置，應用于測量液體表面張力系數的方法中。?

背景技術

針對現有的測量液體表面張力系數的方法存在設備昂貴、微作用力測量結果極易受各種干擾而嚴重影響測量精度等問題，探究一種測量液體表面張力系數的新方法。通過研究液體的表面張力系數及其接觸角與液體的物理性質的直接聯系，采用包括液體重力、液體表面張力在內的局部力平衡方法結合拉普拉斯方程，以及以MATLAB圖像處理和LABVIEW虛擬儀器系統，測量液體的表面張力系數。?

液體的表面張力是指在液體自由面的單位長度上所受拉力的大小。液體表面張力的大小，通常用表面張力系數表示。由于表面張力系數與液體的性質有關，不同液體的表面張力系數有很大的差別，因此在液體的物理性質、液體輸送、醫療等方面，必須對表面張力系數進行精確測量。此外，液體表面張力系數的測量也是物理實驗的基本項目之一。?

目前，實驗室一般采用拉脫法測量液體的表面張力；采用拉脫法測量液體的表面張力系數，其測量結果往往不很理想，誤差較大，測量結果很分散。造成測量誤差的主要原因是拉脫的過程難以準確把握（比如拉脫速度等因素），由于基本上都采用霍爾傳感器測量非常微弱的拉力，因此人為操作因素等產生的誤差較大；造成了測量結果的不確定性，產生了測量誤差；無法得出較為準確的數值。?

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種液面高度差測量裝置，本裝置應用于對液體表面張力系數前期的液面差的測量，可有效解決當前設備測量精度低，設備復雜，誤差大等缺陷。?

本實用新型的特征在于：一種液面高度差測量裝置，包括支架平臺和連接在支架平臺上的U形管，其特征在于：所述支架平臺兩側分別設有用以測量液面高度的液面標識板，所述液面標識板上分別連接有U形管的一豎直段，所述U形管的下部置于位于支架平臺上裝滿導熱液的燒杯內。?

本實用新型測量精度高、待測樣品量少、測量成本低廉、便于現場快速測量等特點，可廣泛應用于采礦浮選、石油開采、紡織印染、農藥加工、感光膠片生產、油漆配方以及防水、洗滌、健康人體電解質測定等領域。?

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的構造示意圖。?

圖2為本實用新型實施例的使用原理圖。?

具體實施方式

為讓本實用新型的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖式作詳細說明如下。?

參考圖1，一種液面高度差測量裝置，包括支架平臺1和連接在支架平臺1上的U形管2，所述支架平臺1兩側分別設有用以測量液面高度的液面標識板3，所述液面標識板3上分別連接有U形管2的一豎直段，所述U形管2的下部置于位于支架平臺1上裝滿導熱液的燒杯內4。?

上述U形管2包括兩段不同管徑的玻璃管和連接兩玻璃管的橡膠管2-3。?

上述兩段不同管徑的玻璃管分別為普通玻璃管2-1和毛細玻璃管2-2。?

上述燒杯4的下部設有用以給燒杯供熱的溫控加熱器5，所述燒杯4內設有連接于溫控加熱器5的測溫計6。?

上述導熱液為水。?

本實用新型的測量原理為：如圖2所示，一U型玻璃管的兩豎直管的內徑分別為?、?，將待測液體倒入此U型管內，當液體靜止時，U型玻璃管內的凹形水面可近視地看成半徑為、的半球面，根據彎曲液面下的拉普拉斯公式，得：?

式（1）和（2）中，P_A?、P_B?分別為液面A、B?點的壓強，P_O為大氣壓強，θ為液體與玻璃管的接觸角，α為液體的表面張力系數。可求得液面下C點處的壓強P_C為：

?????????????P_C=?P_B+ρgh?????????????????（3）

（3）中，ρ為液體的密度，g為當地的重力加速度，h為液體靜止時兩管內液面的高度差。根據流體靜力學，當液體達到靜止時，管內液面下C點與同水平面的A點壓強相同，即：

P_C?=?P_A??????????????（4）