[实用新型]一种测雨滴直径用色斑滤纸的制作装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种滤纸的制作装置，具体涉及一种用于测量雨滴直径用的色斑滤纸的制作装置。 

背景技术

色斑是指在滤纸上涂上着色剂，当雨滴落在滤纸上时，即留下永久性的近似圆形的色斑。色斑法测量雨滴直径是基于“雨滴在同一材料上形成的色斑大小与雨滴的直径大小相关”的原理，预先确定好雨滴直径与色斑直径之间的关系，然后通过测量雨滴在相同材料上形成的色斑大小推知相应的雨滴直径。雨滴直径与色斑直径之间存在如公式1所示的幂函数关系： 

d=kDⁿ       （公式1） 

公式1中：d—雨滴直径；k—系数；D—滤纸色斑直径；n—指数。 

其中，色斑滤纸的系数k和指数n的大小与滤纸的种类、着色剂的种类及滤纸上着色剂的用量直接相关。 

然而，现在的市场上，并没有专门的色斑滤纸销售，使用者无法通过市场购买直接获得，需要自行制作色斑滤纸，并确定滤纸的系数k和指数n。常见的色斑滤纸的制作方法是：用毛刷把着色剂粉末均匀涂在滤纸上，轻弹滤纸以弹去多余的着色剂粉末即可制得色斑滤纸。 

目前，色斑滤纸的系数k和指数n大都采用如下方法确定：采用普通医用注射器和不同型号的针头（或不同口径试管）充当雨滴发生器，通过测量多个雨滴的总质量，然后按平均值计算单个雨滴的质量，用雨滴质量与雨滴体积的关系式求得雨滴直径，如公式2所示： 

d=(6mπρ)1/3]]>       （公式2） 

公式2中：d—雨滴直径；m－雨滴质量；π－圆周率；ρ－水密度。 

把直径大小不同的雨滴，分别滴在色斑滤纸上形成不同大小的色斑，通过测量色斑的面积计算出相应的色斑直径，然后将多个不同的雨滴直径与对应的色斑直径，进行回归分析，绘出雨滴直径与色斑直径关系图，得到雨滴直径d与色斑直径D幂函数关系式中的系数k值和指数n值。 

色斑滤纸测量雨滴直径的准确度和可靠性（重复性），会受到制作色斑滤纸和确定系数k和指数n的影响。使用上述的色斑滤纸制作方法和系数k、指数n的确定方法，准确度和可靠性（重复性）不高。目前不同的实验者，在使用相同的定性中速滤纸，相同的涂料的情况下，得到的系数k值在0.30～0.46之间，指数n值在0.66～0.78之间。可见不同的实验者实验值的较大差异，究其原因，目前的色斑滤纸的制作方法至少存在以下问题： 

（1）手工用毛刷在滤纸上涂刷着色剂粉末，不能有效地把着色剂粉末均匀地涂在滤纸上，造成着色剂粉末在滤纸上分布不均匀，导致相同直径的雨滴在色斑滤纸上生产不同大小的色斑。同时，用手工操作毛刷涂刷着色剂粉末，着色剂粉末会散发到周围环境造成污染，对人体健康不利； 

（2）着色剂粉末在滤纸上分布不均匀，以及产生雨滴的直径与实际雨滴直径的较大偏离，导致确定滤纸的系数k值和指数n值不准确。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种色斑滤纸自动制作装置，制得的色斑滤纸，着色剂分布均匀、测量雨滴直径的准确度和重复性高。 

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现： 

一种测雨滴直径用色斑滤纸的制作装置，包括相互连接的安装架和用于放置滤纸的底座，所述安装架靠近底座的内侧面上具有一从安装架的上表面延伸至其下表面的开口，所 述开口内设有一螺杆，所述安装架顶部还设有一升降电机，所述升降电机的输出端螺杆相连，所述色斑滤纸制作装置还包括一设于底座上方、下端开口的腔体，所述腔体与螺杆活动连接，所述腔体内沿轴向设有一毛刷固定杆，所述毛刷固定杆的下表面上设有毛刷，所述腔体的顶部还设有一驱动毛刷固定杆旋转的毛刷电机，所述毛刷电机的输出端通过一转轴与毛刷固定杆相连，所述腔体的下端开口处设有一滤纸固定板，所述滤纸固定板上均匀设有贯穿滤纸固定板上、下表面的至少一个开孔。 

优选的是：所述毛刷在毛刷固定杆的下表面上倾斜设置。 

优选的是：毛刷所在平面与毛刷固定杆所在的水平面间的夹角为20°～30°。