[發明專利]一種管夾光電門測定液體粘滯系數實驗儀

有效

• 申請號: 201710456314.6
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107247009B
• 公開（公告）日: 2020-03-13
• 發明（設計）人: 毛愛華;鞠向明;蔡祿
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: G01N11/12
• 分類號: G01N11/12
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 劉小靜

本發明涉及一種管夾光電門測定液體粘滯系數實驗儀，包括鋼珠、量筒、量筒蓋、至少兩個管夾光電門；量筒兩側相對設置兩個凹槽，凹槽內設置至少兩對錐槽；管夾光電門包括兩個夾臂、激光發射器、激光出射頭、激光接收器、激光接收頭、調節螺絲和固定裝置；兩個夾臂自由端分別可活動設置激光出射頭和激光接收頭，激光出射頭和激光接收頭均為圓錐臺形，其形狀與所述錐槽匹配。該測定儀避免了激光多次折射后還需再次調整接受器位置的繁瑣操作，激光出射頭和激光接收頭插入錐槽即實現自動定位，提高了測量精度和效率。

技術領域

本發明涉及液體粘滯系數測量技術領域，也屬于實驗儀器領域，具體涉及一種管夾光電門測定液體粘滯系數實驗儀裝置。

背景技術

液體粘度就是液體粘滯性大小的量度，是描述液體內摩擦性質的一個重要物理量，與液體的性質、溫度和流速(非牛頓液體)有關。它表征液體反抗形變的能力，只有在液體內存在相對運動時才表現出來。工農業生產和科學研究中，常需要了解液體粘度。液體粘度常用于各種潤滑油的質量鑒別和用途確定，及判斷各種燃料用油的燃燒性能及用途，同時在材料科學中占據重要地位。斯托克斯法是測定液體粘滯系數的基本方法，大學物理實驗教學經常采用落球法進行測量。

如楊洋，富德蘭等的“TYDG-Ⅰ多光電門可調溫式液體粘滯系數測試儀”的論文文獻，公開了一種落球法粘滯系數測定儀，提供了一種使用激光發射器與接收器組成的光電傳感器測量鋼珠下落時間的測量裝置，比秒表手工計時精確度高。目前此實驗儀器普遍存在著以下問題：

1)激光發射器與激光接收器均要靠頂絲固定在圓柱形支桿兒上，不穩固，易松動；且兩者難以做到相對180°水平安置。

2)上下兩組激光束必須在同一個豎直平面內，下落的鋼珠才能依次遮擋兩束激光，測出下落時間，上述過程，調節步驟多，耗時耗力。

3)兩對激光光電門均設置在量筒的外部，無法保證垂直入射，激光由空氣穿過盛有液體的玻璃量筒再射出，發生了4次折射現象，不再是直線傳播；此時，需要再次調整兩個接收器的位置，直到均接收到信號為止；且兩個激光束必須在同一個豎直平面上，實驗時反復多次調整激光器與接收器位置，耗時耗力,甚至2-3兩個小時都調整不到位，無法按時完成實驗測量，最終同學只能用秒表手動計時，造成實驗結果誤差大。

4)傳統儀器是在儀器橫梁中間放重錘，重錘尖兒的位置作為量筒中心點，此種定位難以準確無誤地將量筒放置在橫梁中導管的正下方，投擲的鋼珠無法沿量筒中心軸下落。鋼珠不能從中心軸線下落，恰恰是實驗誤差的一個來源。

基于上述原因設計一種管夾光電門測定液體粘滯系數實驗儀。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明是提供了一種管夾光電門測定液體粘滯系數實驗儀，其特征在于，包括鋼珠、量筒、量筒蓋、至少兩個管夾光電門；所述量筒兩側相對設置兩個凹槽，所述凹槽內設置至少兩對錐槽，所述兩個凹槽內錐槽相對設置，錐槽的中心線重合且穿過所述量筒中心線；

所述管夾光電門包括兩個夾臂、激光發射器、激光出射頭、激光接收器、激光接收頭、調節螺絲和固定裝置；所述兩個夾臂一端相互鉸接，另一端可由調節螺絲調節兩夾臂張開的角度；所述兩個夾臂自由端分別可活動設置激光出射頭和激光接收頭，所述激光出射頭和激光接收頭均為圓錐臺形，其形狀與所述錐槽匹配，所述激光出射頭和激光接收頭的直徑較大的底面分別光學連接所述激光發射器和激光接收器；所述固定裝置用于固定所述管夾光電門與所述量筒的相對位置。

作為優選的技術方案，還包括豎直桿、底座；所述豎直桿和所述量筒均設置在底座上，所述管夾光電門能夠固定在豎直桿上，固定位置可調。

作為優選的技術方案，還包括底腳螺絲、水平儀；所述水平儀設置在底座上，設置在底座的多個所述底腳螺絲用于將底座調節至水平。

作為優選的技術方案，所述管夾光電門還包括頂絲、C型管套、信號線，所述頂絲和C型管套相互配合將所述管夾光電門固定在所述豎直桿。