一种测量液体表面张力的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种测量液体表面张力的装置，包括立杆、顶部安装框、力敏传感器模块、测量圆环模块、数字电压表、水浴箱、水浴箱基座、弹簧模块和底座调平模块。首先将装有待测液体的烧杯放置在水浴箱内置物槽中，调节底座至水平，固定力敏传感器，将测量圆环调节至水平，启动底部定滑轮将水浴箱调节至合适位置，打开加热开关、水泵开关将待测液体加热至所需温度，启动顶部定滑轮使测量圆环缓缓升降，测量液体表面张力。力敏传感器及测量圆环可左右移动，水浴箱内设置三个烧杯，可实现一次实验测量三组数据，同时水浴箱可以研究温度对液体表面张力的影响；测量圆环模块上配有水平仪，可以保证圆环水平落入和拉出液面，从而使测量结果更加准确。

A device for measuring liquid surface tension

【技术实现步骤摘要】
一种测量液体表面张力的装置
本专利技术属于测量设备
，尤其涉及一种拉脱法测量液体表面张力的装置。
技术介绍
表面张力是液体表面层由于分子受力不均衡而形成的沿着液体表面的、收缩液面的力，作用于单位长度上的张力称为表面张力系数。测量液体表面张力系数的方法有很多种，如拉脱法、最大气泡法、滴重法、毛细管法等，其中拉脱法是最常用的方法之一。拉脱法的具体方法是将力敏传感器固定端固定，受力端悬挂测量圆环，使圆环升降产生环状液膜。随着圆环的升降，力敏传感器上电压变化。由液膜断裂前、后力敏传感器上电压的变化量可得出待测液体的表面张力。传统方法存在以下问题：1.测量圆环不易调节水平：实验要求测量圆环水平的进入和拉出待测液体，传统方法中测量圆环进出待测液体前后是否保持水平只能靠实验人员的目测，偏差较大。2.手动控制测量圆环：传统方法中圆环进出液面需要手动操作，难以控制圆环匀速升降，同时手动操作容易产生不均匀抖动，使得液膜提前破裂，测量结果不准确。3.测量圆环升降行程小：传统方法中依靠调节载物台升降螺母使载物台升降实现测量圆环进出待测液体，可操作的行程较小，液膜无法破裂，且容易造成液面的波动。4.无法进行变温实验：温度对表面张力的影响较大，而传统方法中没有加热和保温控制装置，限制了实验的进一步进行。
技术实现思路
本专利技术提供一种可以解决上述问题的测量液体表面张力的装置，并能进一步研究温度对表面张力的影响。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种测量液体表面张力的装置，其特征在于：包括立杆、顶部安装框、力敏传感器模块、测量圆环模块、数字电压表、水浴箱、水浴箱基座、弹簧模块和底座调平模块；所述立杆用于支撑顶部安装框，所述力敏传感器模块包括力敏传感器及金属外壳、顶部力敏传感器滑动及定位装置；所述力敏传感器滑动及定位装置固定在顶部安装框的下方，其包括定位卡槽、顶部定滑轮、顶部滑轮控制按钮；所述测量圆环模块包括三角支架、调节旋钮、水平仪、圆形托盘和测量圆环；所述的调节旋钮固定在三角支架上，通过刚性绳索与力敏传感器受力端绳索相连，通过柔性绳索与圆形托盘相连；所述圆形托盘中央固定水平仪，通过刚性绳索连接测量圆环，用以调节测量圆环水平；顶部定滑轮拉动悬挂于力敏传感器受力端上绳索的一端，使测量圆环上下移动；定位卡槽远离立杆的一侧有磁性，用以固定力敏传感器，从而使测量圆环分别落入三个烧杯的中央；所述水浴箱放置在水浴箱基座上，水浴箱基座上画有定位框，以确保测量圆环准确落入待测液体中；水浴箱外侧设置温度显示屏、加热开关及水泵开关，内部设置测温仪、加热杆、水泵、置物板、置物槽；置物板设于水浴箱底部，置物板内部有三个中空的置物槽，实验时将烧杯分别放在置物槽中；所述弹簧模块由4组相同的弹簧组成，弹簧外部设置可伸缩金属外壳，由底部定滑轮控制伸缩；数字电压表将数据输出到计算机，随着测量圆环的升降，电压会渐减后渐增至一峰值后渐减，最后骤减，骤减的转折点即为液膜破裂时的读数。进一步地，加热杆设置在水浴箱底部远离立杆的一侧，水泵设置在水浴箱底部靠近立杆的一侧。进一步地，顶部定滑轮安装在顶部安装框的下方远离立杆的一侧，其控制线穿过安装框设置在其上方。进一步地，测温仪有四个探头，分别设置在三个烧杯内及外侧水浴箱中，温度显示屏同时显示4个探头的温度。所述底部定滑轮包括弹性绳索、卡扣、旋转轮、刚性绳索、金属外壳、支架、底座、控制开关。底部调平模块由3个底部调节旋钮和水平仪组成。各模块的功能：所述的力敏传感器模块中力敏传感器位置可调整，实现一次实验获得三组数据；且配有定滑轮可使测量圆环模块稳定的升降。所述的测量圆环模块配有水平仪，在测量圆环升降过程中可随时调整保持其水平。所述的水浴箱有三个置物槽可同时放置三个烧杯，进行对照实验。水浴箱的存在可用于进一步研究温度对液体表面张力的影响。所述的弹簧模块，由定滑轮控制可用于调整水浴箱基座的位置，增大测量圆环升降的行程，消除因行程过小导致液膜无法破裂的问题。所述的底座调平模块可保证装置在不够平滑的实验台上使用时不受影响。所述的测量圆环模块悬挂在力敏传感器受力端上。从上往下，先由刚性绳索连接三角支架，再由柔性绳索连接圆形托盘，最后刚性绳索连接测量圆环。三角支架和圆形托盘连接点处设置调节旋钮，圆形托盘上固定水平仪，用以调节测量圆环水平。所述的弹簧模块包括4组相同的弹簧及可伸缩金属外壳。底部定滑轮拉动水浴箱基座使弹簧伸缩，稳定后金属外壳可自动锁紧。实验时启动控制开关使水浴箱基座升降至合适位置后，拉动弹性绳索挂至卡扣处锁紧绳索，使水浴箱位置稳定。有益效果：本专利技术中力敏传感器及测量圆环可左右移动，水浴箱内设置三个烧杯，可实现一次实验测量三组数据，同时水浴箱的存在可以进一步研究温度对液体表面张力的影响；测量圆环模块上配有水平仪，可以保证圆环水平落入和拉出液面，从而使测量结果更加准确。附图说明图1是本专利技术结构示意图；图2是本专利技术中测量圆环模块的示意图；图3是本专利技术中水浴箱的内部示意图；图4是本专利技术中定滑轮的结构示意图；图5是本专利技术中力敏传感器滑动定位装置的示意图。图中：1、安装框；2、立杆；3、底座；4、力敏传感器及金属外壳；5、测量圆环模块；501、三角支架；502、调节旋钮；503、水平仪；504、圆形托盘；505、测量圆环；6、数字电压表；7、水浴箱；701、温度显示屏；702、加热开关；703、水泵开关；704、加热杆；705、水泵；706、置物板；707、置物槽；；8、水浴箱基座；901、弹簧；902、可伸缩金属外壳；10、底部定滑轮；1001、弹性绳索；1002、固定卡扣；1003、旋转轮；1004、刚性绳索；1005、金属外壳；1006、支架；1007、底座；1008、控制开关；1101、底座调节旋钮；1102、底座水平仪；12、顶部力敏传感器滑动及定位装置；1201、定位卡槽；1202、顶部定滑轮；1203、顶部滑轮控制按钮。具体实施方式：下面结合附图对本专利技术的实施例作进一步的描述：如图1-5所示，本专利技术包括力敏传感器模块、测量圆环模块5、数字电压表6、水浴箱7、水浴箱基座8、弹簧模块和底座调平模块。所述的力敏传感器模块包括力敏传感器及金属外壳4、顶部力敏传感器滑动及定位装置12。所述的测量圆环模块5包括三角支架501、调节旋钮502、水平仪503、圆形托盘504、测量圆环505。所述的水浴箱7包括温度显示屏701、加热开关702、水泵开关703、加热杆704、水泵705、置物板706、置物槽707。所述的弹簧模块包括弹簧901四组、可伸缩金属外壳902、定滑轮10。所述的力敏传感器滑动及定位装置12固定在顶部安装框1的下方，其包括定位卡槽1201、定滑轮1202、顶部滑轮控制按钮1203。定位卡槽1201远离立杆2的一侧均有磁性，用以固定力敏传感器，使悬挂在力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量液体表面张力的装置，其特征在于：包括立杆、顶部安装框、力敏传感器模块、测量圆环模块、数字电压表、水浴箱、水浴箱基座、弹簧模块和底座调平模块；所述立杆用于支撑顶部安装框，所述力敏传感器模块包括力敏传感器及金属外壳、顶部力敏传感器滑动及定位装置；所述力敏传感器滑动及定位装置固定在顶部安装框的下方，其包括定位卡槽、顶部定滑轮、顶部滑轮控制按钮；/n所述测量圆环模块包括三角支架、调节旋钮、水平仪、圆形托盘和测量圆环；所述的调节旋钮固定在三角支架上，通过刚性绳索与力敏传感器受力端绳索相连，通过柔性绳索与圆形托盘相连；所述圆形托盘中央固定水平仪，通过刚性绳索连接测量圆环，用以调节测量圆环水平；/n顶部定滑轮拉动悬挂于力敏传感器受力端上绳索的一端，使测量圆环上下移动；定位卡槽远离立杆的一侧有磁性，用以固定力敏传感器，从而使测量圆环分别落入三个烧杯的中央；/n所述水浴箱放置在水浴箱基座上，水浴箱基座上画有定位框，以确保测量圆环准确落入待测液体中；水浴箱外侧设置温度显示屏、加热开关及水泵开关，内部设置测温仪、加热杆、水泵、置物板、置物槽；置物板设于水浴箱底部，置物板内部有三个中空的置物槽，实验时将烧杯分别放在置物槽中；/n所述弹簧模块由4组相同的弹簧组成，弹簧外部设置可伸缩金属外壳，由底部定滑轮控制伸缩；/n数字电压表将数据输出到计算机，随着测量圆环的升降，电压会渐减后渐增至一峰值后渐减，最后骤减，骤减的转折点即为液膜破裂时的读数。/n...

【技术特征摘要】
1.一种测量液体表面张力的装置，其特征在于：包括立杆、顶部安装框、力敏传感器模块、测量圆环模块、数字电压表、水浴箱、水浴箱基座、弹簧模块和底座调平模块；所述立杆用于支撑顶部安装框，所述力敏传感器模块包括力敏传感器及金属外壳、顶部力敏传感器滑动及定位装置；所述力敏传感器滑动及定位装置固定在顶部安装框的下方，其包括定位卡槽、顶部定滑轮、顶部滑轮控制按钮；
所述测量圆环模块包括三角支架、调节旋钮、水平仪、圆形托盘和测量圆环；所述的调节旋钮固定在三角支架上，通过刚性绳索与力敏传感器受力端绳索相连，通过柔性绳索与圆形托盘相连；所述圆形托盘中央固定水平仪，通过刚性绳索连接测量圆环，用以调节测量圆环水平；
顶部定滑轮拉动悬挂于力敏传感器受力端上绳索的一端，使测量圆环上下移动；定位卡槽远离立杆的一侧有磁性，用以固定力敏传感器，从而使测量圆环分别落入三个烧杯的中央；
所述水浴箱放置在水浴箱基座上，水浴箱基座上画有定位框，以确保测量圆环准确落入待测液体中；水浴箱外侧设置温度显示屏、加热开关及水泵开关，内部设置测温仪、加热杆、水泵、置物板、置物槽；置物板设于水浴箱底部，置物板内部有三个中空的置物槽，实验时将烧杯分别放在置物槽中；
所述弹簧模块由4组相同的弹簧组成，弹簧外部设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成凤，卢守青，张永亮，刘杰，撒占友，王昊，翟雪峰，曹建霞，张冉，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37