基于一字型激光-探测器阵列的液体黏度测量装置制造方法及图纸

基于一字型激光

【技术实现步骤摘要】
基于一字型激光
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探测器阵列的液体黏度测量装置


[0001]本技术涉及黏度测量装置，具体涉及一种基于一字型激光
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探测器阵列的液体黏度测量装置。

技术介绍

[0002]液体黏度的测量在实际工作中有重大意义。水利、热力工程中涉及水、石油、蒸汽、大气等流体在管道中长距离输送时的能量损耗；在机械工业中，各种润滑油的选择；化学上测定高分子物质的分子量；医学上分析血液的黏度等，都需要测量相应液体的黏度。
[0003]作为物理学科的基础实验之一，落球法液体黏度测量实验非常重要，而现有仪器采用点状激光光电门检测下落的小钢球，测量中，常存在小钢球跑偏而被漏检，导致测量失败率较高，实际操作难度大。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种新型的基于一字型激光
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探测器阵列光电门的液体黏度智能测量装置，以克服现有技术存在的问题。
[0005]为实现上述技术目的，本技术的技术方案具体如下：
[0006]基于一字型激光
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探测器阵列的液体黏度测量装置，包括底座、支架、量筒、光电探测器阵列、一字型激光器和控制器，量筒放置在底座上，量筒底部放置有压力传感器，量筒内盛放待测黏度液体，支架竖直固定在量筒两边的底座上，相对的一个光电探测器阵列和一个一字型激光器构成一组一字型激光
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探测器阵列光电门，光电探测器阵列和一字型激光器分别固定在量筒两边的支架上，且相对的光电探测器阵列和一字型激光器位于支架上的同一水平位置，光电探测器阵列、一字型激光器、压力传感器分别与控制器相连。
[0007]进一步的，所述支架是精密导轨，精密导轨上具有个滑座，所述光电探测器阵列、一字型激光器分别固定在滑座上。
[0008]进一步的，所述底座下部还具有调平螺栓。
[0009]进一步的，所述量筒内还具有温度传感器，温度传感器与所述控制器相连。
[0010]进一步的，所述支架上还具有横梁，横梁中部位于所述量筒正上方，横梁中部具有电磁铁，电磁铁用于吸附和释放实验小球，电磁铁与所述控制器相连。
[0011]进一步的，所述控制器是单片机。
[0012]与现有技术相比，本技术的有益效果：
[0013]本技术通过以一字型激光
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探测器阵列光电门代替点状激光光电门，用平行激光覆盖整个量筒截面，实现百分百测量到小钢球，克服了漏检难题；
[0014]通过在量筒的顶部加装横梁支架，横梁的中间置一电磁铁，通过磁力的释放实现小钢球沿量筒的中心轴线竖直下落，代替人工操作释放，使小球具有稳定的初始状态，克服了人工操作初始状态不稳定的缺陷；
[0015]采用红色高亮激光提高探测信号的信噪比，免于环境光噪声的影响，同时可见光
便于调节对准；
[0016]支架采用自带刻度的精密导轨，一字型激光器和探测器阵列都安装于各自滑座的中心，在底座调水平的前提下，两侧支架上的光电门的两块滑座处于同一刻度，保证了一字型激光的平行性；
[0017]引入预浸润程序，小钢球在清洗后用待测液体预先进行浸润，而后再进行释放，可以减少或避免小钢球落入液面时带入气泡；
[0018]在使用本技术装置对蓖麻油黏度的测量中，对蓖麻油黏度温度数据进行多项式拟合，同一温度下的黏度测量值与拟合值进行相对误差计算，多次测量结果验证误差小于3％，甚至能小于1％。
附图说明
[0019]图1是本技术的基于一字型激光
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探测器阵列的液体黏度测量装置的结构示意图；
[0020]图2是本技术的液体黏度智能测量装置的工作原理图；
[0021]图1中，1底座；2精密导轨；3量筒；4光电探测器阵列；5一字型激光器；6横梁；7电磁铁；8压力传感器；9温度传感器；10调平螺栓。
具体实施方式：
[0022]下面将结合附图和具体实施例，对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0023]实施例1：
[0024]如图1所示，基于一字型激光
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探测器阵列的液体黏度测量装置，包括底座1、支架、量筒3、光电探测器阵列4、一字型激光器5和单片机，量筒3放置在底座1上，量筒3内盛放待测黏度液体，支架竖直固定在量筒两边的底座1上，相对的一个光电探测器阵列4和一个一字型激光器5构成一组一字型激光
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探测器阵列光电门，光电探测器阵列4和一字型激光器5分别固定在量筒两边的支架上，且相对的光电探测器阵列4和一字型激光器5位于支架上的同一水平位置，一字型激光
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探测器阵列光电门为2组，各光电探测器阵列、一字型激光器5分别与单片机相连。光电探测器阵列4采用以下光电探测器构成一维线阵探测器，包括但不限于光敏电阻、光电二极管、光电三极管、电荷耦合器件等。
[0025]所述支架是精密导轨2，精密导轨2上具有2个滑座，所述光电探测器阵列4、一字型激光器5分别固定在滑座上。量筒3底部放置有压力传感器8，压力传感器8与单片机相连。底座1四角还具有调平螺栓10。量筒3内还具有温度传感器9，温度传感器9与单片机相连。温度传感器9伸入量筒3内待测液体液面之下，可直接测量液体温度。所述支架上还具有横梁6，横梁6中部位于所述量筒3正上方，横梁6中部具有电磁铁7，电磁铁7用于吸附和释放小钢球，电磁铁7与单片机相连。
[0026]通过STM32单片机对装置进行系统集成，72MHz超高速脉冲捕获电路，可准确获取小钢球竖直通过两个光电门的时间，提高时间测量精度。
[0027]工作原理如图2所示：
[0028]调整底座1的水平性，使玻璃量筒3竖直；通过温度传感器9获得待测液体温度；然后由单片机系统控制电磁铁7释放小钢球，当小钢球经过一字激光照射平面时，阻挡探测器阵列上的部分光线，引起检测电路上电压的变化，触发计时器开始计时，当小球落在量筒3底部时，压力传感器8触发，计时停止，通过单片机系统进行数据的计算与存储，最终实现黏度的测量、显示。
[0029]具体操作步骤：
[0030]一、调节底座1四角的调平螺栓10。
[0031]将精密导轨支架2上的一字型激光器5接通电源，并进行调节，使其红色激光线平行对准对面的光电探测器阵列4，精密导轨2上两个相对的滑座中心处于同一刻度，保证一字激光的平行度。
[0032]将盛有待测液体的量筒3放置于底座1中央，并且量筒3位于精密导轨支架2中央，操作中量筒3位置保持不变。
[0033]二、在自带刻度的精密导轨支架2上直接读取光电门距离量筒底部的距离l，用电子天平称取小钢球质量m，用螺旋测微器测量小钢球直径d，用游标卡尺测量量筒内径D，用钢直本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于一字型激光
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探测器阵列的液体黏度测量装置，其特征在于，包括底座(1)、支架、量筒(3)、光电探测器阵列(4)、一字型激光器(5)和控制器，量筒(3)放置在底座(1)上，量筒(3)底部放置有压力传感器(8)，量筒内盛放待测黏度液体，支架竖直固定在量筒两边的底座(1)上，相对的光电探测器阵列(4)和一字型激光器(5)构成一字型激光
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探测器阵列光电门，光电探测器阵列(4)和一字型激光器(5)分别固定在量筒两边的支架上，且相对的光电探测器阵列(4)和一字型激光器(5)位于支架上的同一水平位置，光电探测器阵列(4)、一字型激光器(5)、压力传感器(8)分别与控制器相连。2.根据权利要求1所述的基于一字型激光
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探测器阵列的液体黏度测量装置，其特征在于，所述支架是精密导轨(2)，精密导轨(2)上具有2个滑座，所述光电探测器阵列(4)、一...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛国刚，李铨，袁博宇，王道光，康彩霞，王恒景，纪惠峰，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：新型
国别省市：