[实用新型]一种测量粘滞系数的实验装置

说明书

本实用新型公开一种测量粘滞系数的实验装置，包括底座、量筒组、门架、电源、单片机、相配合的第一激光发射器和第一激光接收器、相配合的第二激光发射器和第二激光接收器；其中，所述量筒组包括同轴套设、且内径均不相同的第一量筒、第二量筒和第三量筒，所述第一量筒、第二量筒、第三量筒的底端分别与底座可拆卸的密封连接；所述门架包括横梁、第一支架和第二支架，所述横梁位于量筒组的顶部、且固设有小球投放机构。本实用新型公开的一种测量粘滞系数的实验装置，在一套实验装置中能够采用三个不同内径的量筒进行实验，再将实验结果加和求平均，减少量筒边界效应对实验的影响，减小实验的计算误差。

技术领域

本实用新型涉及一种物理实验装置，尤其涉及一种测量粘滞系数的实验装置。

背景技术

目前，在落球法测量液体粘滞系数实验的计算方法中，采用斯托克斯推导出的粘滞力公式，该理论推导的前提条件是在无限扩展的液体中，而在现有的实验测量过程中，容器边界效应对球体受到的粘滞力有影响，因此，采用以下与圆柱形容器内径R相关的修正公式，粘滞力F＝6πηvr(1+Ar/R)，其中A为修正系数，根据不同的容器内径范围进行变化，通常A取常数2.4。上述现有技术，无论容器内径的为多少，均采用上述修正值公式进行修正，因此，进行的修正后的实验结果存在较大的误差。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种测量粘滞系数的实验装置，旨在解决现有实验装置只针对同一内径的量筒测量，量筒边界的修正项误差始终不变，导致实验数据误差较大等问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种测量粘滞系数的实验装置，包括底座、量筒组、门架、电源、单片机、相配合的第一激光发射器和第一激光接收器、相配合的第二激光发射器和第二激光接收器；其中，所述量筒组包括同轴套设、且内径均不相同的第一量筒、第二量筒和第三量筒，所述第一量筒、第二量筒、第三量筒的底端分别与底座可拆卸的密封连接；所述门架包括横梁、第一支架和第二支架，所述第一支架和第二支架对称的分布在量筒组的两侧，且第一支架和第二支架的底端分别与底座固定连接，顶端分别与横梁的两端滑动连接，所述横梁位于量筒组的顶部、且固设有小球投放机构，所述小球投放机构位于量筒组的轴向方向上；所述单片机与第一激光发射器、第一激光接收器、第二激光发射器和第二激光接收器电信号连接；所述电源用于给单片机、第一激光发射器、第一激光接收器、第二激光发射器和第二激光接收器供电。

本技术方案中，采用三个内径不同的量筒装载待测液体，并对测得结果算出的粘滞系数加和求平均，能够减小量筒边界效应带来的误差影响，提高实验的计算精度；实验过程中，具体的量筒拆装过程为：实验准备过程中，先将三个量筒同轴的固定安装于底座，在第一量筒内部倒入待测液体并进行第一阶段实验；第一阶段实验完成后调节横梁的高度，拆卸第一量筒并在第二量筒内部补充待测液体至初始高度，调节横梁的高度至初始高度，并进行第二阶段实验；第二阶段实验完成后调节横梁的高度，拆卸第二量筒，并在第三量筒内部补充待测液体至初始高度，调节横梁的高度至初始高度，并进行第三阶段实验；最后将三个阶段实验计算出的粘滞系数加和求平均，得到量筒边界效应影响较小的准确数据。

进一步的技术方案为，量筒组的底端为呈环状的V形结构，所述底座设有与量筒组底端插接的环状V形槽组，所述量筒组的每个量筒底端的V形结构与相配合的环状V形槽之间均设有环状V形橡胶垫，所述环状V形橡胶垫与相配合的量筒底端或环状V形槽中的一个固定连接。本技术方案，每个量筒的环状V形结构和相配合的环状V形槽是通过与环状V形橡胶垫的紧配合实现可拆卸的密封连接，本技术方案的结构拆装方便，成本较低。

进一步的技术方案为，底座的顶面为平面，所述量筒组底端固设有环状吸盘，所述量筒组与底座通过环状吸盘与平面的配合实现可拆卸的密封连接。本技术方案中，吸盘为环状橡胶吸盘，在无外力作用下，截面呈弧形结构、且方向向下，通过外力挤压环形吸盘弧形结构内的空气，使环形吸盘内部的气压小于外部，从而实现底座与量筒的密封连接，再通过外力拉拔量筒又能够实现拆卸。