一种管夹光电门测定液体粘滞系数实验仪制造技术

本发明专利技术涉及一种管夹光电门测定液体粘滞系数实验仪，包括钢珠、量筒、量筒盖、至少两个管夹光电门；量筒两侧相对设置两个凹槽，凹槽内设置至少两对锥槽；管夹光电门包括两个夹臂、激光发射器、激光出射头、激光接收器、激光接收头、调节螺丝和固定装置；两个夹臂自由端分别可活动设置激光出射头和激光接收头，激光出射头和激光接收头均为圆锥台形，其形状与所述锥槽匹配。该测定仪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，激光出射头和激光接收头插入锥槽即实现自动定位，提高了测量精度和效率。

A pipe clamp light switch measuring viscosity coefficient tester

The invention relates to a pipe clamp light switch determination of liquid viscosity tester, including steel, cylinder, cylinder cover, at least two light tube clamp switch; a set of two opposite sides of groove, groove is provided at least two pairs of bevel groove; optical switch tube clamp comprises two arms, a laser emitter, a laser shooting head, laser receiver, laser receiving head, an adjusting screw and a fixing device; the two clamping arms free ends are respectively provided with a movable laser head and laser receiver, laser head and laser receiving head is conical, and the shape of the cone groove matching. The measuring instrument can avoid the tedious operation of adjusting the receiver position after laser refraction repeatedly. The laser emitter and the laser receiving head are inserted into the cone slot to realize automatic positioning, and the measurement accuracy and efficiency are improved.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液体粘滞系数测量
，也属于实验仪器领域，具体涉及一种管夹光电门测定液体粘滞系数实验仪装置。
技术介绍
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，大学物理实验教学经常采用落球法进行测量。如杨洋，富德兰等的“TYDG-Ⅰ多光电门可调温式液体粘滞系数测试仪”的论文文献，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。目前此实验仪器普遍存在着以下问题：1)激光发射器与激光接收器均要靠顶丝固定在圆柱形支杆儿上，不稳固，易松动；且两者难以做到相对180°水平安置。2)上下两组激光束必须在同一个竖直平面内，下落的钢珠才能依次遮挡两束激光，测出下落时间，上述过程，调节步骤多，耗时耗力。3)两对激光光电门均设置在量筒的外部，无法保证垂直入射，激光由空气穿过盛有液体的玻璃量筒再射出，发生了4次折射现象，不再是直线传播；此时，需要再次调整两个接收器的位置，直到均接收到信号为止；且两个激光束必须在同一个竖直平面上，实验时反复多次调整激光器与接收器位置，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。4)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，此种定位难以准确无误地将量筒放置在横梁中导管的正下方，投掷的钢珠无法沿量筒中心轴下落。钢珠不能从中心轴线下落，恰恰是实验误差的一个来源。基于上述原因设计一种管夹光电门测定液体粘滞系数实验仪。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术是提供了一种管夹光电门测定液体粘滞系数实验仪，其特征在于，包括钢珠、量筒、量筒盖、至少两个管夹光电门；所述量筒两侧相对设置两个凹槽，所述凹槽内设置至少两对锥槽，所述两个凹槽内锥槽相对设置，锥槽的中心线重合且穿过所述量筒中心线；所述管夹光电门包括两个夹臂、激光发射器、激光出射头、激光接收器、激光接收头、调节螺丝和固定装置；所述两个夹臂一端相互铰接，另一端可由调节螺丝调节两夹臂张开的角度；所述两个夹臂自由端分别可活动设置激光出射头和激光接收头，所述激光出射头和激光接收头均为圆锥台形，其形状与所述锥槽匹配，所述激光出射头和激光接收头的直径较大的底面分别光学连接所述激光发射器和激光接收器；所述固定装置用于固定所述管夹光电门与所述量筒的相对位置。作为优选的技术方案，还包括竖直杆、底座；所述竖直杆和所述量筒均设置在底座上，所述管夹光电门能够固定在竖直杆上，固定位置可调。作为优选的技术方案，还包括底脚螺丝、水平仪；所述水平仪设置在底座上，设置在底座的多个所述底脚螺丝用于将底座调节至水平。作为优选的技术方案，所述管夹光电门还包括顶丝、C型管套、信号线，所述顶丝和C型管套相互配合将所述管夹光电门固定在所述竖直杆。作为优选的技术方案，还包括电子计时器，其通过信号线与所述激光发射器和激光接收器连接，用于测量钢珠下落至对应管夹光电门的用时。作为优选的技术方案，通过调节螺丝调节两夹臂张开的角度，以适应不同直径的量筒。作为优选的技术方案，所述激光出射头和激光接收头插入所述锥槽后，圆锥面相互贴合，所述激光出射头和激光接收头的光轴固定并穿过所述量筒的中心。作为优选的技术方案，包括两个管夹光电门，所述凹槽内设置两对锥槽，每一对锥槽相对设置。所述量筒壁上的两条竖直凹槽，与量筒中心轴在同一竖直面上，当钢珠下落时依次穿过两束激光，而不需要再调整发射器与激光接收器的相对位置，减少测量步骤。量筒盖为内嵌式盖在量筒上，与量筒内壁紧密接触，无缝隙；所述量筒盖其上设有上沿可以放置待投入的小钢珠。量筒盖的中心设置有中心孔，中心孔的大小可以设置为φ1.5mm、φ2.0mm、φ2.5mm。钢珠直径为φ1.5mm、φ2.0mm、φ2.5mm，与量筒盖中心孔大小相匹配。钢珠通过量筒盖的中心孔投入盛有液体的量筒中，钢珠能够精准地沿中心轴下落，减少实验误差。锥槽具有直径较大的底面和直径较小的顶面，顶面朝向量筒内部，底面为开设在凹槽中的开口，顶面直径范围1-5mm，底面直径范围1.5-8mm。激光出射头和激光接收头均为圆锥台形，其形状与锥槽匹配，该圆锥台具有与锥槽相同的顶面直径，直径范围同样为1-5mm，圆锥台高度大于锥槽深度，圆锥台底面直径范围2-10mm。激光出射头和激光接收头与管夹光电门的两个夹臂分别可活动连接，这样在不同张开角度下，激光出射头和激光接收头均能贴合地插入锥槽，使得同一规格尺寸的管夹光电门能够适用于不同规格的量筒时都能达到激光出射头和激光接收头的精确对准。激光出射头和激光接收头可以通过旋转球头固定在两个夹臂上，也可以使用硅胶或橡胶连接件固定，也可以采用软性胶水固定。激光出射头和激光接收头与夹臂的活动连接方式应当理解为可以采用任何本领域常规的可活动连接方式。理想情况下，激光出射头和激光接收头插入锥槽后由调节螺丝调节夹紧，激光出射头和激光接收头的圆锥台的顶面与锥槽的顶面完全贴合(之间可以滴入光学耦合液)，二者锥面也完全贴合以锁定朝向。电子计时器与第一管夹光电门(必要时包含第二管夹光电门、第三管夹光电门，以及更多的管夹光电门)联接；可以显示和存储测量次数、测量时间等。所述竖直杆设置有刻度，可以读出两个光电门间的距离。所述底座设有三个底脚螺丝，可以调节底座水平；所述底座设有水平仪。所述管夹光电门内部安装激光发射器与激光接收器，大致相对设置，出射方向由激光出射头和激光接收头决定；激光出射头和激光接收头可以由透明块形成，也可以为光纤组件。管夹光电门的两臂左右对称；通过固定螺丝调节开口的大小，内部可以放置直径不同的量筒；管夹光电门的尾部为C型管套，由顶丝固定在竖直杆上，管夹光电门为一整体设计。量筒为透明的有机玻璃材质，其筒壁上相对位置开设两条竖直凹槽，凹槽用于引导激光出射头和激光接收头的插入，凹槽内等间距设置多组锥槽，每组锥槽等高设置，且中心轴重合，穿过量筒中心。这使得激光束垂直于量筒壁发射，因激光入射角为零，激光通过液体传播几乎不发生折射现象，直接射入接受器；水平方向不需调节激光发射器与接收器的位置，大大简化操作步骤。作为优选的技术方案，量筒上设置高度刻度，刻度优选设置在凹槽附近，锥槽设置2-20组，优选在刻度的整数刻度线处设置锥槽。设置多个管夹光电门，可以改变多个管夹光电门的设置位置，可以测量半程速度、全程速度，由此判断钢珠是否达到匀速运动，亦可研究钢珠下落的运动规律。量筒内盛装待测液体，当钢珠下落时依次穿过每个管夹光电门的激光。量筒盖设有上、下沿；上沿内部可以放置待投入的小钢珠，下沿与量筒内壁紧密接触，无缝隙；所述量筒盖设有中心孔，中心孔的大小设置为φ1.5mm、φ2.0mm、φ2.5mm。钢珠直径为φ1.5mm、φ2.0mm、φ2.5mm，与量筒盖中心孔大小相匹配。投掷直径不同的钢珠，可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管夹光电门测定液体粘滞系数实验仪，其特征在于，包括钢珠、量筒、量筒盖、至少两个管夹光电门；所述量筒两侧相对设置两个凹槽，所述凹槽内设置至少两对锥槽，所述两个凹槽内锥槽相对设置，锥槽的中心线重合且穿过所述量筒中心线；所述管夹光电门包括两个夹臂、激光发射器、激光出射头、激光接收器、激光接收头、调节螺丝和固定装置；所述两个夹臂一端相互铰接，另一端可由调节螺丝调节两夹臂张开的角度；所述两个夹臂自由端分别可活动设置激光出射头和激光接收头，所述激光出射头和激光接收头均为圆锥台形，其形状与所述锥槽匹配，所述激光出射头和激光接收头的直径较大的底面分别光学连接所述激光发射器和激光接收器；所述固定装置用于固定所述管夹光电门与所述量筒的相对位置。

【技术特征摘要】
1.一种管夹光电门测定液体粘滞系数实验仪，其特征在于，包括钢珠、量筒、量筒盖、至少两个管夹光电门；所述量筒两侧相对设置两个凹槽，所述凹槽内设置至少两对锥槽，所述两个凹槽内锥槽相对设置，锥槽的中心线重合且穿过所述量筒中心线；所述管夹光电门包括两个夹臂、激光发射器、激光出射头、激光接收器、激光接收头、调节螺丝和固定装置；所述两个夹臂一端相互铰接，另一端可由调节螺丝调节两夹臂张开的角度；所述两个夹臂自由端分别可活动设置激光出射头和激光接收头，所述激光出射头和激光接收头均为圆锥台形，其形状与所述锥槽匹配，所述激光出射头和激光接收头的直径较大的底面分别光学连接所述激光发射器和激光接收器；所述固定装置用于固定所述管夹光电门与所述量筒的相对位置。2.根据权利要求1所述的一种管夹光电门测定液体粘滞系数实验仪，其特征在于，还包括竖直杆、底座；所述竖直杆和所述量筒均设置在底座上，所述管夹光电门能够固定在竖直杆上，固定位置可调。3.根据权利要求2所述的一种管夹光电门测定液体粘滞系数实验仪，其特征在于，还包括底脚螺丝、水平仪；所述水平仪设置在底座上，设置在底座的多个所述底脚螺丝用于将底座调节...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛爱华，鞠向明，蔡禄，
申请(专利权)人：内蒙古科技大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15