[实用新型]一种一体式水浴控温液体粘滞系数测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于物理参数测量技术领域，具体涉及一种一体式水浴控温液体粘滞系数测量装置。

背景技术

当液体流动时，平行于流动方向的各层流体速度都不相同，即存在着相对滑动，于是在各层之间就有摩擦力产生，这一摩擦力称为粘滞力，它的方向平行于接触面，其大小与速度梯度及接触面积成正比，比例系数即称为粘滞系数，它是表征液体粘滞性强弱的重要参数。粘滞系数由液体的性质和温度决定，随着液体温度的升高，其粘滞系数会迅速减小。测量液体粘滞系数有多种方法，落球法是一种绝对法测量液体粘滞系数的方法。如果小球在粘滞液体中铅直下落，由于附着于球面的液层与周围其他液层之间存在着相对运动，因此小球受到粘滞阻力。它的大小与小球下落的速度有关，速度越大，粘滞阻力越大，所以最终小球将作匀速运动。此时，若测出小球下落的速度，就可以计算出液体的粘滞系数。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种一体式水浴控温落球法测量液体粘滞系数的测量装置。该装置可在不同温度环境下，用落球法测量量筒中待测液体的粘滞系数。

本实用新型所提供的一体式水浴控温液体粘滞系数测量装置，包括一体式水浴容器1、量筒2、加热器3、控温装置4、水泵5、小钢球6、一字激光器7、标尺8和秒表9；其中：

所述一体式水浴容器1用于放置加热液体，分为横向排列的高腔体12和低腔体13，高腔体12高于低腔体13，两个腔体之间设有隔板10，隔板10上端设有开口11，使高腔体12和低腔体13连通，即高腔体12中的加热液体能流入低腔体13中；

所述量筒2用于放置待测液体，设置于高腔体12中，量筒2的筒口高于开口11；即量筒2的筒口高于加热液体液面；

所述加热器3置于低腔体13中，用于对加热液体加热；

所述控温装置4同加热器3连接，控制加热器3加热温度；控温装置4还设有温度传感头14，温度传感头14设置在量筒2的待测液体中；

所述水泵5设置于隔板10的底部，连通高腔体12和低腔体13，能将加热液体从低腔体13的底部抽至高腔体12中；

所述小钢球6用于测量时投入量筒2的带侧液体中, 并反射一字激光器7发射的激光；

所述标尺8竖直设置在一体式水浴容器1的高腔体12边；用于观察小钢球6下沉距离；

所述一字激光器7有两个，设置在标尺8上，高度可调节；一字激光器7的发射口水平设置，朝向量筒2；

所述秒表9用于记录小钢球6下沉时间。

本实用新型中，所述加热液体为水。

本实用新型中，所述水泵5运作时，能将加热液体从低腔体13底部抽送到高腔体12底部，再由高腔体12底部至下而上流动，经过量筒2的整个筒身后，从高腔体12顶部的隔板10的开口11处溢出并流至低腔体13处，从而实现加热液体循环，达到对整个量筒2周围保持均匀液温的目的。

本实用新型中，所述小钢球6投入待测液体后经过两个一字激光器7设定的特定高度时，将先后反射两个一字激光器7发射的激光；标尺8用于测量这两个一字激光器7之间的高度距离，秒表9用于测量两次反射间的时间。

本实用新型测量时，在一体式水浴容器中倒入适量的加热液体，开启水泵、加热器和控温装置，并设定目标温度。调节两个一字激光器的至不同高度且低于待测液体的液面，并调整两个一字激光器的角度使出射光平行于水平面，利用标尺测量两个一字激光器的高度，记录高度差。当待测液体的温度到达目标温度后，竖直投入小钢球使其在待测液体中铅直下落，捕捉小钢球先后两次反射上下两个一字激光器发射激光的瞬间，用秒表测量这两次反射间的时间。利用高度差和时间能得到小钢球下落的速度，从而即可计算出待测液体在目标温度环境下的粘滞系数。

本实用新型结构简单可靠，测试效率高，测试结果准确。

附图说明

图1是本实用新型的外观构造图。

图中标号：1为一体式水浴容器，2为量筒，3为加热器，4为控温装置，5为水泵，6为小钢球，7为一字激光器，8为标尺，9为秒表，10为隔板，11为开口，12为高腔体，13为低腔体，14为温度传感头。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

在图1中，一体式水浴容器1装有适量的水，量筒2内装有待测液体，放置于一体式水浴容器1较高的高腔体12内。加热器3安装在一体式水浴容器1的低腔体内，其加热部分与水充分接触。控温装置4的温度传感头14浸没在待测液体之中，能实时测量待测液体的温度并控制加热器3的工作。水泵5不断将水从一体式水浴容器1的低腔体13底部抽送到高腔体12底部，再由高腔体12底部至下而上流动，使得高腔体12的水溢过隔板10顶部的开口11处回到低腔体13内；同时高腔体12的水面高于量筒2中待测液体的液面，且不超过量筒2的筒口。从而使待测液体整体处于水浴环境中，实现水浴循环控制其温度。将两个一字激光器7在标尺8上调节至不同高度，并使它们的出射光平行于水平面，利用标尺8上测量两个一字激光器7的高度，并记录下它们的高度差。当待测液体的温度到达控温装置4所设定的目标温度后，在量筒2上方向待测液体竖直投入小钢球6，使其在待测液体中垂直下落。在观察到小钢球6反射上方一字激光器7所发射的激光瞬间用秒表9开始计时，在观察到小钢球6反射下方一字激光器7所发射的激光瞬间停止计时。记录所计时间，结合高度差，得到小钢球6在待测液体中的下落速度，从而即可计算出待测液体在当前温度下的粘滞系数。