[發明專利]液體表面張力系數測量用自動調平裝置

有效

• 申請號: 201510323325.8
• 申請日: 2015-06-13
• 公開（公告）號: CN104849179B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 王志宏;盧志耀;安艷麗;姜慧霞;楊光曄;白翠珍;喬靈寶;陳仁兵
• 申請（專利權）人: 山西醫科大學
• 主分類號: G01N13/02
• 分類號: G01N13/02
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙)14100
• 代理人: 朱源

技術領域

本發明涉及液體表面張力驗證實驗器具，具體為一種液體表面張力系數測量用自動調平裝置。

背景技術

在大學物理實驗中，液體表面張力的測量為經典的驗證性實驗，深受老師和同學們的喜歡。為了讓學生學習測量表面張力的方法，更好地理解液體表面張力理論知識，大多數高等理工科院校都開設了這門實驗課。因此，對測量液體表面張力系數的方法和實驗儀器也就有多種多樣，其中利用拉平法和拉脫法較為多見。在金屬—液體表面張力系數測量實驗中，不論采用金屬片，金屬絲還是金屬環，都存在一個棘手的實驗要求，就是讓金屬部件(如金屬環)與待測液體表面盡可能的水平接觸。由于現有技術和裝置的局限性，金屬部件的水平調節一直以來都是一個難題，導致金屬部件不能夠完美的以水平姿態接觸液體表面，進而直接影響實驗測量結果的誤差。因此在該試驗中，精確調節金屬部件的水平成為整個實驗的關鍵。

發明內容

本發明為解決目前液體表面張力驗證實驗中金屬部件的水平不易調節的技術問題，提供一種液體表面張力系數測量用自動調平裝置。

本發明是采用以下技術方案實現的：一種液體表面張力系數測量用自動調平裝置，包括水平圓吊環、自動水平儀和底部水槽；所述水平圓吊環的上端口周圈水平向外延伸形成凸臺；所述自動水平儀為環形槽結構，該環形槽中心上下貫通形成第一通孔且第一通孔的下端口豎直向下延伸，延伸段下端口水平向內延伸形成對水平圓吊環的凸臺進行限位的限位臺；所述底部水槽也呈環形槽結構且其中心上下貫通形成第二通孔；所述自動水平儀懸浮于內部盛有液體且被懸掛的底部水槽之中，第一通孔穿過第二通孔且第一通孔的下端低于第二通孔下端；所述水平圓吊環由上而下穿過第一通孔并通過凸臺與限位臺的配合限位于第一通孔的下端口。

本申請主要針對金屬環拉脫法，設計出自動調平裝置，主要解決液體表面張力測試中，金屬環下邊緣圓環面與待測液體液面難以平行接觸的技術問題。

本裝置包括三部分：水平圓吊環、自動水平儀和底部水槽。各部分均為軸對稱部件，剖面圖如圖1所示。

本申請所述裝置的工作原理如圖2所示。底部水槽上部通過拉繩與拉力測量設備的掛鉤相連，并通過調節拉繩使水槽大致水平，水槽中注入適量蒸餾水。水平圓吊環通過凸臺與限位臺的配合，被限位在自動水平儀下部，通過底部水槽的第二通孔，把固定好水平圓吊環的自動水平儀置于底部水槽蒸餾水上，使其漂浮在蒸餾水水面上，并且不與底部水槽內外壁接觸，等待水槽中蒸餾水停止波動。由于自動水平儀是軸對稱部件，其在浮力作用下，底部水槽蒸餾水水平面應與自動水平儀下邊緣及水平圓吊環下邊緣圓環面平行。由此可見，把待測液體放到另外一個表面皿中，置于水平圓吊環下方，那么待測液體的液面就顯然與水平圓吊環的下邊緣圓環平面平行。

本發明采用底部水槽中的液體作為水平調節的載體，懸浮于其中的自動水平儀在理論上能夠非常精確的實現水平，位于自動水平儀第一通孔下端口的水平圓吊環能夠實現真正的水平，這樣在實驗時，水平圓吊環就能夠以精準的水平姿態接觸液體表面，確保了實驗的精確性。整個裝置結構非常簡單，操作調試也十分的簡單方便，大大提高了實驗效率。

附圖說明

圖1本發明所述裝置各部件分離狀態下的剖面結構示意圖。

圖2本發明所述裝置各部件組合在一起的剖面結構示意圖。

圖3水平圓吊環的剖面結構示意圖。

圖4自動水平儀的剖面結構示意圖。

圖5底部水槽的剖面結構示意圖。

圖6水平圓吊環的結構示意圖。

圖7自動水平儀的結構示意圖。

圖8底部水槽的結構示意圖。

圖9本發明應用于實際液體表面張力測量時的受力分析。

1-水平圓吊環，2-自動水平儀，3-底部水槽，4-凸臺，5-第一通孔，6-限位臺，7-第二通孔，8-拉繩，9-表面皿。

具體實施方式