[實(shí)用新型]一種基于激光擴(kuò)展平面法改進(jìn)的落球法液體粘度測(cè)定裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202020115959.0
• 申請(qǐng)日: 2020-01-19
• 公開（公告）號(hào): CN211697376U
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李春燕;郭慶宇;陳喆;張哲語(yǔ)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N11/12
• 分類號(hào): G01N11/12
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 李全旺

本實(shí)用新型屬于液體粘度測(cè)定技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于激光擴(kuò)展平面法改進(jìn)的落球法液體粘度測(cè)定裝置，包括：支架、玻璃容器3、反射鏡、激光光源、光敏接收器和數(shù)字毫秒計(jì)12、限位管11和剛性小球14；所述支架左、右各有一個(gè)與底盤牢固連接的垂直支柱，分別為左側(cè)支柱1和右側(cè)支柱2，上方有限定支柱垂直的兩端帶孔的金屬鐵塊；所述反射鏡有上、下平行的兩組，一組兩片，均平行相對(duì)放置于容器內(nèi)壁的下半部分，所述反射鏡與地面垂直，粘在玻璃容器3的相對(duì)兩個(gè)內(nèi)壁上，使兩片反射鏡交錯(cuò)重合。本實(shí)用新型可有效提高測(cè)定精度，減小系統(tǒng)誤差，有效提高剛性小球14的捕獲率，提高了實(shí)驗(yàn)的效率，且準(zhǔn)確度高，測(cè)定成功率高且方便快捷。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于液體粘度測(cè)定技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于激光擴(kuò)展平面定位法改進(jìn)的落球法液體粘度測(cè)定裝置。

背景技術(shù)

對(duì)液體粘滯系數(shù)的測(cè)定在物理、化學(xué)、水利、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用，研究石油在管道中傳輸、減小運(yùn)動(dòng)物體在液體中的阻力、測(cè)量血液的粘滯力得到有價(jià)值的診斷、機(jī)械的潤(rùn)滑、有機(jī)合成等，都需要測(cè)定粘度。落球法是最簡(jiǎn)便的一種方法，當(dāng)剛性小球14在液體中運(yùn)動(dòng)時(shí)，將受到與運(yùn)動(dòng)方向相反的摩擦阻力的作用，這種阻力即為粘滯力。它是由于黏附在剛性小球14表面的液層與鄰近液層的摩擦而產(chǎn)生的。當(dāng)剛性小球14在均勻、無(wú)限深遠(yuǎn)的液體中運(yùn)動(dòng)時(shí)，若速度不大，則根據(jù)斯托克斯定律可求出剛性小球14受到的粘滯力，當(dāng)剛性小球14在液體中下落時(shí)，作用在剛性小球14上的力有重力、浮力和粘滯力，三個(gè)力都在豎直方向，重力向下，浮力和粘滯力向上。當(dāng)剛性小球14開始下落時(shí)，重力大于浮力和粘滯力之和，剛性小球14向下做加速運(yùn)動(dòng)。隨著速度的增加，粘滯力逐漸加大，當(dāng)速度達(dá)到一定值時(shí)，作用在剛性小球14上的各個(gè)力達(dá)到平衡，于是剛性小球14勻速下落，測(cè)得剛性小球14勻速下落時(shí)間與距離，即可代入方程計(jì)算得流體的粘滯系數(shù)。

式中η為液體的粘度，ρ為剛性小球14密度，ρ₀為液體密度，g為重力加速度，d為剛性小球14直徑，t為剛性小球14勻速下落距離為L(zhǎng)所用時(shí)間。

現(xiàn)有的落球法粘度測(cè)定實(shí)驗(yàn)方法中，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)者目測(cè)剛性小球14 達(dá)到預(yù)定位置時(shí)啟動(dòng)秒表，再下落一段距離后停止秒表，以求出平均速度，由于人存在反應(yīng)時(shí)間，且觀察角度也會(huì)影響剛性小球14位置的準(zhǔn)確判斷，因此系統(tǒng)誤差較大；單線激光粘度測(cè)定實(shí)驗(yàn)要求調(diào)節(jié)激光線與剛性小球14下降軌跡重合，剛性小球14在下落過(guò)程中由于所受液體粘滯阻力不均勻會(huì)使其在一小范圍內(nèi)發(fā)生橫向漂移，故調(diào)節(jié)過(guò)程繁瑣復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)效率低。

因此需要一種激光擴(kuò)展平面定位法改進(jìn)的落球法液體粘度測(cè)定裝置解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的一系列缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于激光擴(kuò)展平面法改進(jìn)的落球法液體粘度測(cè)定裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

本實(shí)用新型的一種基于激光擴(kuò)展平面法改進(jìn)的落球法液體粘度測(cè)定裝置，包括：支架、玻璃容器3、反射鏡、激光光源、光敏接收器和數(shù)字毫秒計(jì)12、限位管11和剛性小球14；

所述支架左、右各有一個(gè)與底盤牢固連接的垂直支柱，分別為左側(cè)支柱1 和右側(cè)支柱2，上方有限定支柱垂直的兩端帶孔的金屬鐵塊，所述金屬鐵塊與所述左側(cè)支柱1和右側(cè)支柱2連接；

所述玻璃容器3中加入足量待測(cè)液體，所述玻璃容器3是上端開口，底面為正方形的狹長(zhǎng)長(zhǎng)方體容器；

所述反射鏡有上、下平行的兩組，分別為上反射鏡組4和下反射鏡組9，一組兩片，均平行相對(duì)放置于容器內(nèi)壁的下半部分，所述兩片反射鏡都為規(guī)格相同的長(zhǎng)方形，所述反射鏡與地面垂直，粘在玻璃容器3的相對(duì)兩個(gè)內(nèi)壁上，使兩片反射鏡交錯(cuò)重合；

所述激光光源包括上激光光源5和下激光光源7，所述上激光光源5和下激光光源7安裝在所述支架的左側(cè)支柱1上，安裝高度分別在所述上反射鏡組4 和下反射鏡組9的位置處，可在水平面內(nèi)調(diào)節(jié)激光出射角度；