[发明专利]一种三维激光定位液体粘滞系数测量仪

说明书

本发明涉及一种三维激光定位调温液体粘滞系数测量仪，属液体粘滞系数测量技术领域，包括量筒、第一激光发射器、第二激光发射器、第三激光发射器、第四激光发射器、第一激光接受器、第二激光接受器、第三激光接受器、第四激光接收器、底座、控温带、控温电路、竖直杆、横梁、钢珠、钢珠释放装置、数字毫秒计、温控器；所有激光发射器和激光接受器密封设置在量筒侧壁开设的通孔中，每组激光发生器和接收器之间没有量筒阻隔，激光直接通过待测液体，避免了激光多次折射后还需再次调整接受器位置的繁琐操作，提高了测量精度和效率。

技术领域

本发明涉及液体粘滞系数测量技术领域，也属于实验仪器领域，具体涉及一种三维激光定位可调温液体粘滞系数测量装置。

背景技术

液体粘度就是液体粘滞性大小的量度，是描述液体内摩擦性质的一个重要物理量，与液体的性质、温度和流速( 非牛顿液体) 有关。它表征液体反抗形变的能力，只有在液体内存在相对运动时才表现出来。工农业生产和科学研究中，常需要了解液体粘度。液体粘度常用于各种润滑油的质量鉴别和用途确定，及判断各种燃料用油的燃烧性能及用途，同时在材料科学中占据重要地位。斯托克斯法是测定液体粘滞系数的基本方法，大学物理实验教学一般采用落球法进行测量。

如申请公布号为CN 2529243Y的专利文献，公开了一种落球法粘滞系数测定仪，提供了一种使用激光发射器与接收器组成的光电传感器测量钢珠下落时间的测量装置，比秒表手工计时精确度高。目前此实验普遍存在着以下问题：

1）光电门的激光发射器与激光接收器相对180°安置，两者要靠螺丝固定在支架上，支架杆儿为圆柱形，螺丝很难将发射器（接收器）稳固在支架上，易松动。发射器与接收器，必须保持处于同一水平位置上；另外，上下两束激光必须在同一个竖直平面内，下落的钢珠才能依次遮挡两束光，测出下落时间，上述过程，调节步骤多，要求较高，耗时耗力。

2）两对激光光电门均设置在量筒的外部，在空气中直线传播；在光电门之间放置装有液体的量筒后，激光穿过盛有液体的玻璃量筒会发生4次折射现象，不再是直线传播，接受器无法接收到信号，此时需要再次调整两个接收器的位置，直到再次均接收到信号为止，且两个激光线必须在同一个竖直平面上，实验需反复多次调整，调整过程耗时耗力,甚至2-3两个小时都调整不到位，无法按时完成实验测量；最终同学只能用秒表手动计时，造成实验结果误差大。

3）投掷的钢珠应沿量筒中心轴下落。传统仪器是在仪器横梁中间放重锤，重锤尖儿的位置作为量筒中心点，然后取出重锤，再将量筒放入，此种做法无法准确无误地将量筒放置中心位置，难以判断钢珠是否沿着量筒中心轴下落，钢珠不能从中心轴线下落，恰恰是实验误差的一个来源。

4）无法判定钢珠在液体中是否处于匀速运动。

5）所测液体粘滞系数均为某一温度下的粘滞系数。实验的内容单一,技术含量低,学生收益较小。

基于上述原因设计三维激光定位可调温液体粘滞系数测量仪。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明是提供一种三维激光定位可调温液体粘滞系数测量仪，包括量筒、第一激光发射器、第二激光发射器、第三激光发射器、第四激光发射器、第一激光接受器、第二激光接受器、第三激光接受器、第四激光接收器、底座、控温带、控温电路、竖直杆、横梁、钢珠、钢珠释放装置、数字毫秒计、温控器；所述竖直杆设于底座上，所述横梁设于所述竖直杆上，所述钢珠释放装置设于所述横梁上；所述第一激光发射器、第二激光发射器、第三激光发射器、第一激光接受器、第二激光接受器、第三激光接受器均联接所述数字毫秒计；直线等间距排列的所述第一激光发射器、第二激光发射器、第三激光发射器密封设置在所述量筒侧壁开设的通孔中，直线等间距排列的所述第一激光接受器、第二激光接受器、第三激光接受器密封设置在所述量筒相对侧壁开设的通孔中；所述第四激光发射器密封设置在所述量筒底部开设的通孔中，所述第四激光接收器设置在所述横梁上，二者大致沿量筒中心线设置；所述量筒外侧设置多条控温带，所述控温带与控温电路联接。