[发明专利]一种粘滞系数综合测量平台及测量方法

说明书

本发明公开了一种粘滞系数综合测量平台及测量方法，涉及粘滞系数测量技术领域，包括用于支撑固定所述测量平台的框架结构、用于装载液体的装载结构、用于进行落针或落球动作的转换释放结构和用于回收落针或磁球，并通过落球法、落针法、流量法、毛细管法分别实现待测液体粘滞系数的测量拟合。本发明的实现了液体粘滞系数同平台的多种测量方式的不等精度测量，在直观体现流体粘滞现象的同时，完成环境条件和透明及非透明液体粘滞系数的自动化测量，为流体粘滞特性及其影响因素的研究提供硬件基础；同时实现粘滞系数的自动连续测量，大大提高了实验中获得的测量数据的数量，有利于实验结果准确性的提高。

技术领域

本发明涉及液体粘滞系数测量技术领域，具体涉及一种用于测量液体粘滞系数的综合测量平台以及使用该测量平台进行液体粘滞系数测量的测量方法。

背景技术

当液体内各部分之间有相对运动时，由范德华力、氢键作用力等产生的接触面间内摩擦力为粘滞力。粘滞力会阻碍液体流动趋势，它的大小与接触面面积以及接触面处的速度梯度成正比，该比例系数即为粘滞系数。工业生产领域中，润滑油粘滞系数影响机械传动的效率；医疗卫生领域中，患者血液粘滞系数为医生提供了有价值的诊断数据；食品科学领域中，高纯糖浆的粘滞系数反映了产品的质量高低。因此，粘滞系数的精确测量在众多领域中都有着极为重要的意义，具有广泛的应用价值。

现有技术中，液体粘滞系数的测量方法主要包括落球法、毛细管法和转筒法等。实际研究中，采用多种方法对同一物理量测量属于不等精度测量，根据测量方法的精度，分配其大小不同的权值，可以求得其加权算术平均值，标准差以及极限误差等，也可建立基于多种测量方法的不等精度线性回归模型，由于各测量方法独立，误差分布符合正态分布，随着不同测量方法测量次数的增加，其加权平均值接近数学期望值，能够获得更准确的研究结果。同时，对同一物理量采用不同方法进行实验，能够在实验过程中观察到截然不同的实验现象，如磁球下落时会由于液体不是无限广阔而出现涡旋等现象，落针下落时受到上下粘性压差阻力以及在落针与筒壁间存在附着层等现象，流量法和毛细管法中不可压缩粘性液体基于泊肃叶定律在毛细管中定常流动的现象，有利于实验教学中的粘滞系数测量与实验现象观察探究，实现不同测量方法之间的对比和观测，帮助学生理解实验基本原理，以及相应物理量测量的对应关系，具有优秀的教学意义。现有的液体滞系数测量装置和仪器虽已经发展的较为成熟，但不同测量方法之间的对比、观测和理解仍较困难。此外，现有技术中采用落球法进行液体粘滞系数测量时，测量使用的落针或落球需要以一个末端带有磁性的棒状工具由深容器中吸附回收，回收操作较为复杂不便，且回收过程中该工具会粘附大量液体，造成待测液体的不合理损耗，如待测液体为甘油酒精等易燃液，还存在起火的安全隐患。

通过现有技术检索，存在以下已知的技术方案：

现有技术1：

申请号：CN201611011096.7，申请日：2016.11.17，公开(公告)日：2017.04.26，该现有技术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。

但该现有技术采用落球法测量粘滞系数，装置没有设计合适的回收机构，落球下落到容器底部后难以取出，存在回收困难、待测液体损失、安全隐患等不足。

现有技术2：