[發(fā)明專利]一種拉脫法測(cè)量液體表面張力的裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310189512.2
• 申請(qǐng)日: 2013-05-21
• 公開（公告）號(hào): CN103245594A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡再國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N13/02
• 分類號(hào): G01N13/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及物理參數(shù)的測(cè)量領(lǐng)域，特別是液體表面張力系數(shù)的測(cè)量。

背景技術(shù)

在物理實(shí)驗(yàn)中，液體表面張力可以采用拉脫法進(jìn)行測(cè)量，常用測(cè)量原理與專利“一種液體表面張力系數(shù)測(cè)定儀（申請(qǐng)?zhí)朇N01254339.X）”相同，測(cè)量的原理是：一個(gè)線狀或者面狀的物件，一般采用線狀的環(huán)形物件，簡(jiǎn)稱吊環(huán)，吊環(huán)的下面接觸液面，上面有牽引繩，牽引繩向上提升吊環(huán)，向上拉伸的力量由吊環(huán)的重力、粘附在吊環(huán)的液體的重力（這部分比較小）、表面張力三部分組成，向上拉升，表面張力與重力的方向相同，都是豎直向下的作用力，吊環(huán)底部高于液體水平面后，表面張力的作用顯現(xiàn)出來(lái)，要促使吊環(huán)逐漸上升，向上拉伸的力量逐漸變大，在粘附吊環(huán)的液面斷裂的前后拉力的變化量，就是表面張力；由于表面張力與接觸面的周邊長(zhǎng)度有關(guān)，因此一般將表面張力除以吊環(huán)的周邊長(zhǎng)度，定義為表面張力系數(shù)，比如對(duì)于環(huán)狀的物件，周邊長(zhǎng)度就是內(nèi)側(cè)周長(zhǎng)和外側(cè)周長(zhǎng)之和，表面張力系數(shù)與溫度、液體物質(zhì)有關(guān)。

存在的問題是：如果吊環(huán)的下面不在一個(gè)水平面內(nèi)，就會(huì)出現(xiàn)液面不同時(shí)斷裂，導(dǎo)致液面從傾斜面的高點(diǎn)位置最先斷裂，相鄰位置緊跟著斷裂，從而使測(cè)量的表面張力比真實(shí)值小，帶來(lái)較大的實(shí)驗(yàn)誤差。

吊環(huán)的水平調(diào)節(jié)，一般采用三根金屬絲作為吊環(huán)懸掛線（在CN01254339.X中稱為吊絲），通過彎曲金屬絲、通過眼睛判斷吊環(huán)的下面是否處于一個(gè)水平面，從理論上講，三點(diǎn)決定一個(gè)平面的，存在調(diào)節(jié)的可能性，但事實(shí)上存在較大的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)誤差；而且，調(diào)節(jié)困難，測(cè)量速度緩慢。

發(fā)明內(nèi)容

為避免表面張力測(cè)量時(shí)吊環(huán)不水平帶來(lái)的誤差，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種拉脫法測(cè)量液體表面張力的裝置。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是：一種拉脫法測(cè)量液體表面張力的裝置，其特征是：吊環(huán)是一個(gè)圓筒和一個(gè)球面連接在一起；液體盛放在一個(gè)圓環(huán)形水槽中，圓環(huán)形水槽的中間有一個(gè)孔洞，吊環(huán)的圓筒的底部接觸圓環(huán)形水槽的液面，吊環(huán)像一個(gè)鍋蓋蓋住了圓環(huán)形水槽的孔洞；壓力傳感器的連桿的頂部有一個(gè)小球，連桿從孔洞的下方伸進(jìn)孔洞，小球的頂部接觸球面的頂部附近，打開圓環(huán)形水槽的水管開關(guān)，圓環(huán)形水槽的液體從水管的管口流出，液面下降，表面張力拉扯吊環(huán)，傳遞到球面作用于小球的力量增加，壓力傳感器顯示的力的數(shù)值增加，在液面下降到某個(gè)位置，粘附在吊環(huán)的液體薄膜斷裂，斷裂前后的壓力傳感器顯示的數(shù)值的差值，就是表面張力。吊環(huán)的圓筒和與圓筒連接的球面采用鋁合金，圓筒的內(nèi)徑為10cm、外徑為10.2cm、高1-2cm。圓環(huán)形水槽的孔洞的直徑為5-8cm。

本發(fā)明的有益效果是：使用時(shí)，吊環(huán)圓筒連接的球面接觸小球，吊環(huán)的圓筒的底部接觸液面，由于小球與球面之間的摩擦小，吊環(huán)底部的不水平，導(dǎo)致作用在吊環(huán)底部的表面張力不對(duì)稱，不對(duì)稱的表面張力作用在吊環(huán)上，傳導(dǎo)到小球與球面的接觸點(diǎn)，接觸點(diǎn)作為一個(gè)支點(diǎn)，表面張力以力臂的形式作用，將帶動(dòng)球面發(fā)生微小位移，促進(jìn)吊環(huán)的圓筒的底部處于一個(gè)水平面；通過吊環(huán)底部的表面張力和頂部的點(diǎn)接觸自動(dòng)實(shí)現(xiàn)水平，降低實(shí)驗(yàn)儀器調(diào)節(jié)的難度，提高了實(shí)驗(yàn)的精度。

附圖說明

圖1是拉脫法測(cè)量表面張力原理的示意圖。圖2是傾斜吊環(huán)示意圖。圖3是環(huán)形水槽示意圖。圖4是改進(jìn)的吊環(huán)示意圖。圖5吊環(huán)與環(huán)形水槽的相互位置關(guān)系圖。圖6是壓力傳感器示意圖。圖7是壓力傳感器與吊環(huán)相互位置關(guān)系圖。

其中，1、拉力，2、拉力傳感器，3、掛鉤，4、懸掛線，5、吊環(huán)，6、液面，7、傾斜吊環(huán)底部的高點(diǎn)，?11、圓環(huán)形水槽，12、液面，13、孔洞，14、水管開關(guān)，15、水管，16、球面，17、圓筒，21、小球，22、連桿，23、壓力傳感器。

具體實(shí)施方式