能落球内部循环输运的落球法液体粘滞系数测量实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种能落球内部循环输运的落球法液体粘滞系数测量实验装置，应用于粘滞系数测量实验技术领域，主要包含圆筒实验容器、落球导向管、落球回收系统、光电收发开关门和计时器，落球导向管确保金属小球沿圆柱形测量液体中心轴线向下做竖直下落运动，无漂浮现象，金属小球下落到达容器底部后经锥形漏斗自动进入落球回收系统中的小托盘，托盘可沿回收辅助方管被提升，到达回收辅助方形管出球窗口位置时托盘中小球自动滚落到达顶部平台储球槽待用，从而实现落球的回收和内部循环，避免了传统方法需要捞出积累在底部沾满粘油的小球而使得油体污染实验室，适用于牛顿流体粘滞系数的直接测量，适用于落球法液体粘滞系数测量的实验教学。

【技术实现步骤摘要】
能落球内部循环输运的落球法液体粘滞系数测量实验装置
本技术涉及一种液体粘滞系数测量装置，特别是涉及一种落球法液体粘滞系数测量验装置，应用于流体物性检测和分析

技术介绍
液体粘滞系数表征了液体内部微团之间抵抗相互滑移的能力，反应了液体反抗流动的度量，是描述液体粘稠度和内摩擦性质的一个重要物理量。了解液体的粘度，对于掌握和预测液体的流动、输运等性质具有重要意义。液体粘度参数的测定，对于预测产品生产过程的工艺控制、输送性以及产品在使用时的操作性，具有重要的指导价值，在印刷、医药、石油、汽车等诸多行业有着重要的意义。所以粘滞系数的测量显得非常重要。测量液体粘滞系数的常用方法有：玻璃毛细管法或称泊肃叶(Poiseuille)法、落球法、振荡圆盘法、旋转圆筒法、振荡悬丝法等，但大多数方法需要利用已知标准液体的粘度值予以校准，不依赖于标准液体、理论上可精确测量粘滞系数的方法有两个：泊啸叶法和落球法。由于泊啸叶法需要各类尺寸的标准毛细管，实际操作不方便，落球法成了工业直接测量和实验教学中的重要方法。但是，目前落球法粘滞系数测量装置在实验测量过程中，容器底部不断累积投入的金属球，需要经常用工具捞出清洗，这对使用率高的场合是非常麻烦的，例如实验教学也无法很好地进行实验操作。而且大量的仪器同时使用，带油的大量金属球的处理，造成实验室环境的油污染，这成了很多实验室头痛的问题。
技术实现思路
为了解决现有技术问题，本技术的目的在于克服已有技术存在的不足，尤其是克服传统落球法粘滞系数测量装置需要经常使用外部工具捞出实验过程中累积在容器底部、沾满粘油的金属球这一必要操作步骤，提供一种能落球内部循环输运的落球法液体粘滞系数测量实验装置，无需外部工具自动回收落球，在落球法液体粘滞系数测量过程中能使落球进行内部循环输运，使落球自动回收，落球循环使用，油体无外溢，简化了装置的调节，提高了测量精度。为达到上述技术创造目的，本技术采用下述技术方案：一种能落球内部循环输运的落球法液体粘滞系数测量实验装置，主要包括竖直设置的实验圆筒容器、落球导向装置、底座和图像采集装置，实验圆筒容器为具有透明容器壁的容器，在实验圆筒容器中装入待测牛顿流体液体粘滞系数的实验液体介质，形成圆柱形测量液体，实验圆筒容器的底部坐落安装在底座上，通过落球导向装置将实验落球释放，使实验落球落入实验圆筒容器中的液体粘滞系数待测的实验液体介质中，信息采集装置将主要采集的落球下落过程和图像数据，通过有线或无线方式的信号传输装置，传送给信息处理装置，信息处理装置通过数据计算和处理，得出待测牛顿流体液体粘滞系数结果，还包括光电测量系统和落球回收系统；落球回收系统主要包括锥形漏斗落球收集器及落球坡道、落球回收辅助方管、回收小托盘、提升杆，落球下落到达实验圆筒容器底部后，经过小球收集装置自动进入落球回收系统中的回收小托盘，然后由提升杆牵引回收小托盘，使回收小托盘沿落球回收辅助方管进行提升，到达落球回收辅助方管的出球窗口位置时，回收小托盘中落球自动滚落到达实验圆筒容器顶部平台设置的储球槽待用，从而实现落球的自动回收和内部循环输运；信息采集装置采用光电测量系统，光电测量系统主要包括计时器和光电检测装置，测量落球在圆柱形测量液体中完成设定下落行程所对应的时间，将测量数据向信息处理装置进行输送。作为本专利技术的优选的技术方案，实验圆筒容器的圆筒内径与落球直径比在5:1～50:1范围内，实验圆筒容器的高度与实验圆筒容器的内径比大于2:1～20:1。作为本专利技术的优选的技术方案，小球收集装置由锥形漏斗落球收集器和落球坡道连接而成，锥形漏斗落球收集器是在实验圆筒容器底部连接一个带中心孔的锥形漏斗，锥形漏斗底端的漏口与一斜坡形圆形管道连通，作为落球坡道；当落球下落到达实验圆筒容器底部后，再依次经过锥形漏斗落球收集器及落球坡道的锥形漏斗落球收集器和落球坡道，自动进入落球回收系统中的回收小托盘。作为本专利技术的优选的技术方案，落球的球体直径2～10mm，能落球内部循环输运的落球法液体粘滞系数测量实验装置的能容纳落球自由通过的通道与落球的体积相适应。作为本专利技术的优选的技术方案，落球导向装置采用落球导向管，落球导向管竖直设置于实验圆筒容器的顶部，落球导向管的底端出口与落球导向装置中的实验液体介质的液面接触，能维持落球沿实验圆筒容器的圆柱形测量液体中心轴线向下进行竖直下落运动，并能控制落球无漂浮现象和偏离竖直下落轨迹现象发生。作为本专利技术的优选的技术方案，回收小托盘采用具有U形边缘围栏的簸箕状容器，回收小托盘底部为斜坡面，斜坡面的斜坡朝向U形口，回收小托盘通过连接孔与提升杆的底端固定连接。作为本专利技术的优选的技术方案，提升杆采用倒U形杆，倒U形杆的一端杆臂插入落球回收辅助方管中并与回收小托盘连接，倒U形杆的另一端设置于落球回收辅助方管外部并与提升手柄固定连接，通过操作提升手柄，使落球回收辅助方管内的U形杆臂进行上下抽拉运动。作为本专利技术的优选的技术方案，作为落球升起通道的落球回收辅助方管与回收小托盘进行无缝光滑配合，使得回收小托盘进行升降时，能将落球保持在回收小托盘中，落球回收辅助方管的顶部区域设计有出球窗口，当回收小托盘到达出球窗口时，出球窗口正对回收小托盘斜坡底端方向，使落球经出球窗口能自动滚落到达实验圆筒容器顶部平台设置的储球槽中。作为本专利技术的优选的技术方案，储球槽位于实验圆筒容器顶部平台上，储球槽正对落球回收辅助方管顶部区域的出球窗口，储球槽底面有坡度和滤油孔，使落球进入储球槽带入的实验液体介质回流到达回收辅助方管内，实现实验液体介质自动回收。作为本专利技术的优选的技术方案，光电检测装置采用光电门系统，由上下两对光电收发开关门和计时器构成，上下两对光电收发开关门由沿着实验圆筒容器外部设定的不同高度设置上光电收发开关门和下光电收发开关门组成，上光电收发开关门通过上光电开关支架固定设置于实验圆筒容器上部外围，下光电收发开关门通过下光电开关支架固定设置于实验圆筒容器下部外围；落球下落达上光电收发开关门时启动计时器，到达下光电收发开关门时停止计时，计时器记录落球经历上下两对光电收发开关门的光轴所用的时间。本技术与现有技术相比较，具有如下实质性特点和优点：1.本技术装置使落球可自动回收，实验室几乎避免油脂污染，落球轨迹无漂浮运动现象，光电发射接收对光简便，提高实验效率和实验精度；2.本技术装置使落球可循环使用进行多次测量，避免了传统方法每次测量都需要投入新的落球，最终导致容器底部积累大量的小球，不仅影响落球在宽广、对称流体中运动的近似条件，而且因频繁捞出沾满粘油的小球而使得油体污染实验室；3.本技术装置适用于牛顿流体粘滞系数的直接测量，特别适用于落球法液体粘滞系数测量的实验教学和演示，无需任何外部工具，操作方便，无油污外溢或滴落，装置和实验室干净整洁。附图说明图1是本技术实施例一落球法液体粘滞系数测量实验装置结构正面示意图。图2是本技术实施例一落球法液体粘滞系数测量实验装置结构侧面示意图。图3是本技术实施例一回收小托盘的结构示意图。图4是本技术实施例一落球顶部自动滚落出球装置结构示意图。具体实施方式本技术的优选实施例详述如下：实施例一：在本实施例中，参见图1～本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能落球内部循环输运的落球法液体粘滞系数测量实验装置，主要包括竖直设置的实验圆筒容器(2)、落球导向装置(3)、底座(1)和信息采集装置，实验圆筒容器(2)为具有透明容器壁的容器，在所述实验圆筒容器(2)中装入待测牛顿流体液体粘滞系数的实验液体介质，形成圆柱形测量液体，所述实验圆筒容器(2)的底部坐落安装在所述底座(1)上，通过落球导向装置(3)将实验落球释放，使实验落球落入所述实验圆筒容器(2)中的液体粘滞系数待测的实验液体介质中，所述信息采集装置将主要采集的落球下落过程和图像数据，通过有线或无线方式的信号传输装置，传送给信息处理装置，信息处理装置通过数据计算和处理，得出待测牛顿流体液体粘滞系数结果，其特征在于：还包括光电测量系统和落球回收系统；所述落球回收系统主要包括锥形漏斗落球收集器及落球坡道、落球回收辅助方管(9)、回收小托盘(8)、提升杆(10)，落球下落到达实验圆筒容器(2)底部后，经过小球收集装置自动进入落球回收系统中的回收小托盘(8)，然后由提升杆(10)牵引回收小托盘(8)，使回收小托盘(8)沿落球回收辅助方管(9)进行提升，到达落球回收辅助方管(9)的出球窗口(16)位置时，回收小托盘(8)中落球自动滚落到达实验圆筒容器(2)顶部平台设置的储球槽(17)待用，从而实现落球的自动回收和内部循环输运；所述信息采集装置采用光电测量系统，所述光电测量系统主要包括计时器(6)和光电检测装置，测量落球在圆柱形测量液体中完成设定下落行程所对应的时间，将测量数据向信息处理装置进行输送。...

【技术特征摘要】
1.一种能落球内部循环输运的落球法液体粘滞系数测量实验装置，主要包括竖直设置的实验圆筒容器(2)、落球导向装置(3)、底座(1)和信息采集装置，实验圆筒容器(2)为具有透明容器壁的容器，在所述实验圆筒容器(2)中装入待测牛顿流体液体粘滞系数的实验液体介质，形成圆柱形测量液体，所述实验圆筒容器(2)的底部坐落安装在所述底座(1)上，通过落球导向装置(3)将实验落球释放，使实验落球落入所述实验圆筒容器(2)中的液体粘滞系数待测的实验液体介质中，所述信息采集装置将主要采集的落球下落过程和图像数据，通过有线或无线方式的信号传输装置，传送给信息处理装置，信息处理装置通过数据计算和处理，得出待测牛顿流体液体粘滞系数结果，其特征在于：还包括光电测量系统和落球回收系统；所述落球回收系统主要包括锥形漏斗落球收集器及落球坡道、落球回收辅助方管(9)、回收小托盘(8)、提升杆(10)，落球下落到达实验圆筒容器(2)底部后，经过小球收集装置自动进入落球回收系统中的回收小托盘(8)，然后由提升杆(10)牵引回收小托盘(8)，使回收小托盘(8)沿落球回收辅助方管(9)进行提升，到达落球回收辅助方管(9)的出球窗口(16)位置时，回收小托盘(8)中落球自动滚落到达实验圆筒容器(2)顶部平台设置的储球槽(17)待用，从而实现落球的自动回收和内部循环输运；所述信息采集装置采用光电测量系统，所述光电测量系统主要包括计时器(6)和光电检测装置，测量落球在圆柱形测量液体中完成设定下落行程所对应的时间，将测量数据向信息处理装置进行输送。2.根据权利要求1所述能落球内部循环输运的落球法液体粘滞系数测量实验装置，其特征在于：所述实验圆筒容器(2)的圆筒内径与所述落球直径比在5:1～50:1范围内，实验圆筒容器(2)的高度与实验圆筒容器(2)的内径比大于2:1～20:1。3.根据权利要求1所述能落球内部循环输运的落球法液体粘滞系数测量实验装置，其特征在于：所述小球收集装置由锥形漏斗落球收集器和落球坡道连接而成，锥形漏斗落球收集器是在实验圆筒容器(2)底部连接一个带中心孔的锥形漏斗，锥形漏斗底端的漏口与一斜坡形圆形管道连通，作为落球坡道；当落球下落到达实验圆筒容器(2)底部后，再依次经过锥形漏斗落球收集器及落球坡道的锥形漏斗落球收集器和落球坡道(7)，自动进入落球回收系统中的回收小托盘(8)。4.根据权利要求1所述能落球内部循环输运的落球法液体粘滞系数测量实验装置，其特征在于：落球的球体直径2～10mm，能落球内部循环输运的落球法液体粘滞系数测量实验装置的能容纳落球自由通过的通道与落球的体积相适应。5.根据权利要求1所述能落球内部循环输运的落球法液体粘滞系数测量实验装置，其特征在于：所述落球导向装置(3)采用落球...

【专利技术属性】
技术研发人员：张义邴，李铭，李明，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：新型
国别省市：上海,31