[實用新型]磁球式粘滯系數實驗儀

有效

• 申請號: 201420392901.5
• 申請日: 2014-07-16
• 公開（公告）號: CN203929568U
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 龔順風;劉明偉
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: G01N11/12
• 分類號: G01N11/12
• 代理公司: 湘潭創匯知識產權代理事務所 43207
• 代理人: 左祝安;梁鉅喜

技術領域

本實用新型涉及一種大學物理實驗儀器，尤其涉及一種磁球式粘滯系數實驗儀。

背景技術

液體內摩擦力特性反映在粘滯系數上，測定該系數在化學、醫學、機械工業以及國防建設等應用中均有重要意義。由于物理現象明顯、概念清晰、實驗內容和操作訓練較多等原因，落球法測量液體粘滯系數也成為大學物理實驗課的常開驗證性實驗項目。落球法的關鍵是測量小球在重力、浮力和粘滯阻力作用下達到受力平衡時勻速下降一定高度h所用的時間。為避免傳統落球法中采用秒表粗略計時的缺點，目前有“落針霍爾法”、“激光落球法”和“感應金屬探測落球法”等改進方法，但存在如下不足：

1、部分改進的粘滯系數實驗儀做成了全自動式，失去了開設該項目鍛煉學生動手能力的意義。

2、以小鋼球作為落體，由于鋼球密度大，只能測量粘滯系數較大的液體。采用玻璃棒即落針作為落體，調整下落姿勢的實驗操作難，難以保證玻璃棒沿試管中心軸豎直下降，且h固定為棒長，不能通過調節h來分析落體勻速狀態。

3、用激光和光敏接收器來檢測經過的小球，僅適用于測量透明度較高的液體。而用霍爾傳感器、金屬探測器等來檢測，不能直觀反映檢測位置。特別是面向大學一年級學生開設該實驗項目，而這些檢測器件涉及更復雜深入的專門理論知識，學生難以理解，起不到承上啟下的作用。

發明內容

本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提供一種簡單可靠、操作直觀方便的磁球式粘滯系數實驗儀。

本實用新型的目的是這樣實現的，一種磁球式粘滯系數實驗儀，包括磁球、電磁鐵控制器、樣品管蓋、支架、樣品管、待測液體、上感應線圈、下感應線圈和單片機計時器，電磁鐵控制器設置在樣品管蓋的上部，樣品管蓋的內側中部設置有與磁球匹配的球形凹槽，磁球通過電磁鐵控制器吸附安裝在球形凹槽內，樣品管固定安裝在支架上，樣品管內設置有待測液體，樣品管的外壁設有刻度，上感應線圈和下感應線圈分別安裝在樣品管外壁，上感應線圈和下感應線圈分別通過信號線與單片機計時器相連。所述磁球是由有機玻璃圓球或亞克力圓球或PC塑料圓球內嵌永久磁鐵組成。上感應線圈和下感應線圈分別由銅絲繞成，上感應線圈和下感應線圈的銅絲截面直徑為0.01mm-1mm，上感應線圈和下感應線圈的匝數為1匝-10匝。

本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型采用磁球作為落體，可以測量透明和不透明液體，小球有效密度更低，也可以測量粘滯系數較小的液體，特別是用于由于溫度高導致液體粘滯系數減小的情況。

2、本實用新型利用磁鐵(磁球)通過感應線圈時產生感應電流的電磁感應現象來檢測磁球，密切聯系中學已學電磁理論知識，承上啟下，原理更為清晰易懂，有利于實驗開展。

3、本實用新型采用在樣品管外壁設置上下兩個感應線圈，對小球下降距離和時間測量更為直觀，可以通過改變感應線圈的位置來分析小球的速度情況。

4、本實用新型結構簡單，制作成本低，使用方便，有利于大規模推廣應用。

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步說明。

附圖說明

圖1為本實用新型磁球式粘滯系數實驗儀的結構示意圖。

圖中：1、磁球，2、電磁鐵控制器，3、樣品管蓋，4、支架，5、樣品管，6、待測液體，7、上感應線圈，8、下感應線圈、9、單片機計時器。

具體實施方式

參見附圖1：一種磁球式粘滯系數實驗儀，包括磁球1、電磁鐵控制器2、樣品管蓋3、支架4、樣品管5、待測液體6、上感應線圈7、下感應線圈8和單片機計時器9，電磁鐵控制器2設置在樣品管蓋3的上部，樣品管蓋3的內側中部設置有與磁球1匹配的球形凹槽，磁球1通過電磁鐵控制器2吸附安裝在球形凹槽內，樣品管5固定安裝在支架4上，樣品管5內設置有待測液體6，樣品管5的外壁設有刻度，上感應線圈7和下感應線圈8分別安裝在樣品管5外壁，上感應線圈7和下感應線圈8分別通過信號線與單片機計時器9相連。所述磁球1由有機玻璃圓球或亞克力圓球或PC塑料圓球內嵌永久磁鐵組成。上感應線圈7和下感應線圈8分別由銅絲繞成，上感應線圈7和下感應線圈8的銅絲截面直徑為0.01mm-1mm，上感應線圈7和下感應線圈8的匝數為1匝-10匝。