[实用新型]一种激光面捕捉式液体粘滞系数测定装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种粘度测定仪，特别是一种激光面捕捉式液体粘滞系数测定装置。

背景技术

液体的粘度就是粘滞性大小的量度。在工农业生产和科学研究中，常需要了解液体的粘度。测量粘度有各种方法，目前大学实验教学中采用落球法进行测量，比较传统的是采用目测的方式进行测量，但是这个带来的人为误差很大，作为教学实验不太适合。

落球法测量粘滞系数是国内高校采取的主要粘滞系数测量方法，相对而言，采用的激光测量方式是较为精确的一种测量方式。

激光测量方式的粘滞系数测定仪，利用激光发射器来测量小球下落的过程中所用的时间，并利用单片机的计数功能在数码管上显示下落过程中所使用的时间。主要原理为：两组激光发射器和接收器。一组在量筒上方，一组在量筒下方。小球在量筒的上部释放，由于重力向量筒下部运动。量筒中的介质为待测液体。当小球下落挡住第一组激光发射器所发射的激光，使得第一组激光接收器不能接收到，将使得电压发生跳变，从而使单片机的计数器开始计数。当小球继续下落，挡住第二组激光发射器发射的激光，使得第二组激光接收器不能接收到时，那么电压的变化会停止单片机的计数功能。而单片机连接到数码管上显示这个计数结果，其值等于小球下落过程中所使用的时间。

但现有的激光测量方式的粘滞系数测定仪采用点光源挡光计时。即，激光发射器所发射的激光为一条线。在实际操作中，由于光束过窄捕捉不到小球，而无法进行实验。引起这种现象的主要原因有：1、量筒不严格竖直，即基座不平；2、小球初速度有横向分量；3、小球在粘滞流体中受阻力作用存在横向漂移。这些因素造成小球在粘滞流体中的运动轨迹并不是理想向下的垂线，在横向有一定的宽度分布。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种小球下落信号的捕捉概率可以大大提高、仪器的可操作性和精确程度提高的激光面捕捉式液体粘滞系数测定装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种激光面捕捉式液体粘滞系数测定装置，其包括容器1、第一激光发射器2、第二激光发射器3、导管4、第一激光接收器5、第二激光接收器6、单片机7、支架8、基座9，其中，

容器1固定在基座9上，导管4固定在支架8的顶部，导管4对应于容器1的顶部开口中心；

第一激光发射器2、第一激光接收器5固定于支架8上，第一激光发射器2、第一激光接收器5处于同一水平面，并相互对应；第二激光发射器3、第二激光接收器6也固定于支架3上，第二激光发射器3、第二激光接收器6处于同一水平面，并相互对应；所述第一激光发射器2、第一激光接收器5所在的水平面处于第二激光发射器3、第二激光接收器6所在的水平面的上方；

第一激光发射器2、第一激光接收器5与第二激光发射器3、第二激光接收器6分别连接一单片机7；

第一激光接收器5、第二激光接收器6之上布置有沿水平方向延伸的条状光源接收器10；

第一激光发射器2、第二激光发射器3的光源发射端11直接发射激光到第一激光接收器5、第二激光接收器6的光源接收器10。

所述第一激光发射器2、第二激光发射器3的光源发射端11沿水平方向分别布置有两个挡光片，并且两个挡光片之间有一定间距的水平缝隙。

所述第一激光接收器5和第二激光接收器6的光源接收器10为2mm×10mm的硅光电池。

第一激光接收器5的电路输出端口与单片机7的定时器端口之间、以及第二激光接收器6的电路输出端口与单片机7的中断端口之间布置有放大电路；

所述放大电路包括第一运算放大器A1和第二运算放大器A2；

所述第一运算放大器A1的同向输入端接地；反相输入端通过定值电阻和电位器调节放大倍数，接收输入信号；信号输出端输出的信号输入到第二运算放大器A2的反相输入端；

第二运算放大器A2的同相输入端限位为正，并通过定值电阻和电位器调节放大倍数；信号输出端输出放大电路的输出信号。

第一激光接收器5或第二激光接收器6的电路输出端口与第一运算放大器A1的反向输入端连接；第一运算放大器A1的同向输入端接地；其信号输出端与反向输入端通过电阻R1和电位器R2连接；

第一运算放大器A1的信号输出端通过电阻R5接到第二运算放大器A2的反相输入端；

正5V电压通过电位器R3和电阻R4进行分压，其中滑动变阻器的滑头部分通过电阻R6接到第二运算放大器A2的同向输入端，而且第二运算放大器A2的信号输出端与同向输入端通过电阻R7连接；

第二运算放大器A2的信号输出端为整个放大电路的信号输出端，该信号输出端与单片机7连接。