專利名稱：一種液體粘滯系數(shù)測定裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種大專院校物理實驗裝置，更具體地說，本實用新型涉及一種 液體粘滯系數(shù)測定裝置。
背景技術：
粘滯系數(shù)用以表征液體的粘滯程度，它決定于液體的種類及純度。研究和測定液 體的粘滯系數(shù)在物性研究、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國防建設等各方面都有重要的實際意義。因此，液 體粘滯系數(shù)的測定實驗是國內(nèi)絕大多數(shù)大專院校必修的課程之一。目前，該實驗基本上都 根據(jù)斯托克斯(Satokes George Gabried)公式用落球法來測定液體的粘滯系數(shù)，即將一質(zhì) 量為m的小鋼球通過引導管沿豎直方向下落于盛有粘滯系數(shù)較大的透明液體——蓖麻油的 玻璃圓筒中，然后通過測量金屬小球的質(zhì)量、體積、運動速度、距離、玻璃圓筒的直徑等，求 得該液體的粘滯系數(shù)。然而，目前該類實驗裝置在實驗過程中暴露出下列諸多缺陷1、每次實驗投入液體的小鋼球一般不少于10個，實驗進行多人次后，玻璃圓筒內(nèi) 堆積的小鋼球很多，必須將這些小鋼球取出并用汽油等清潔劑清洗，否則，小鋼球在第二次 投放時將粘在實驗裝置引導口而不下落，使實驗無法進行，同時取出小鋼球必須先倒出蓖 麻油，常常使蓖麻油灑落，操作也很麻煩，而且小鋼球所粘附的油污很容易污染衣物、桌面、 地面，給實驗管理與維護帶來許多不便。2、實驗時，要求投入液體的小鋼球必須沿玻璃圓筒中心軸線下落。但是目前實驗 裝置是由人工釋放小鋼球，小鋼球下落時非常容易偏離中心軸線，使圓筒壁對小鋼球運動 的影響較大且因小鋼球下落的路徑不確定而難以修正，因此測量誤差較大、重復性較差，而 且當采用激光光電門測量小鋼球下落時間時，由于小鋼球的運動偏離中心軸線而導致測量 失敗。3、由于液體的粘滯系數(shù)受環(huán)境溫度變化及液體產(chǎn)生湍流現(xiàn)象也要增加測量誤差， 因此實驗時要求待測液體的溫度和液面保持穩(wěn)定。然而目前實驗裝置的圓筒上端是敞開 的，待測液體的溫度和液面易受流動空氣的影響而產(chǎn)生測量誤差。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種帶免洗小鋼球的、小鋼球下 落到液體時始終能處于玻璃圓筒中心軸線的、以及能減小液體受溫度和流動空氣影響的、 提高測量正確度的液體粘滯系數(shù)測定裝置。本實用新型通過下述技術方案予以實現(xiàn)。一種液體粘滯系數(shù)測定裝置，包括電磁鐵、玻璃圓筒、小鋼球運動引導裝置、鋼球 吸拾器和支架，所述支架由立柱和橫梁組成；所述電磁鐵安裝在所述橫梁上，其內(nèi)部的電磁 鐵鐵芯插入所述小鋼球運動引導裝置的引導口中；所述小鋼球運動引導裝置的下部與所述 玻璃圓筒相接。作為本用新型的進一步改進，所述玻璃圓筒內(nèi)底部設置有一塊傾斜并與所述玻璃圓筒內(nèi)徑相同的圓板。作為本用新型的進一步改進，所述圓板的傾斜角度為15度。作為本用新型的進一步改進，所述玻璃圓筒的上部內(nèi)壁上設有一塊待測鋼球擱 板。作為本用新型的進一步改進，所述待測鋼球擱板的表面設有可放置圓球的锪沉孔 的通孔。作為本用新型的進一步改進，所述玻璃圓筒的上端口設有蓋板。作為本用新型的進一步改進，所述電磁鐵的電磁鐵外殼蓋板上設置有可控制電源 的按鈕開關。作為本用新型的進一步改進，所述鋼球吸拾器的一端設置有永久磁鐵。本實用新型的液體粘滯系數(shù)測定裝置，支架為一金屬底板上設置二個立柱，橫梁 固定在二立柱上，玻璃圓筒置放在金屬底板的中心位置；設置電源按鈕開關的電磁鐵安裝 在支架的橫梁上，電磁鐵通電后能將小鋼球吸在電磁鐵鐵芯的中心位置；當按鈕開關按下 時，切斷電源，使小鋼球自由落下；小鋼球運動引導裝置一般由透明有機玻璃材料粘合而 成，裝置上端設有引導口 ；小鋼球運動引導裝置整體設置在玻璃圓筒的上端口上，其引導口 內(nèi)插入電磁鐵鐵芯，且與電磁鐵鐵芯同一軸線；玻璃圓筒上端口還設置有二蓋板；玻璃圓 筒上端內(nèi)壁，距端口 2厘米位置設置一待測鋼球擱板，以放置待測小鋼球用；玻璃圓筒底端 口設置一底板，使玻璃圓筒穩(wěn)定，并且密封；玻璃圓筒內(nèi)底部還設置一傾斜角度15度并與 玻璃圓筒內(nèi)徑相同的圓板，以便小鋼球落下后滾動至玻璃圓筒同一側的內(nèi)壁邊緣；鋼球吸 拾器的一端內(nèi)裝一圓形永久磁鐵，用于方便地吸拾小鋼球。本實用新與現(xiàn)有技術相比，有如下優(yōu)點1、實驗時，一種直徑的小鋼球只需一粒就可反復做實驗，因此玻璃圓筒內(nèi)不會出 現(xiàn)小鋼球堆積，也不需要將小鋼球取出清洗，實驗操作簡單方便，也避免了蓖麻油的灑落和 小鋼球油染；2、實驗時，小鋼球始終沿玻璃圓筒的中心軸線下落，減少了圓筒壁對小球運動的 影響，不僅提高了測量的準確性，也改善了測量的重復性；3、玻璃圓筒上端口增加了蓋板，降低了空氣流動及環(huán)境溫度對待測液體的影響， 減少了測量誤差。

圖1為本實用新型液體粘滯系數(shù)測定裝置的總體結構示意圖；圖2為小鋼球運動引導裝置結構示意圖；圖3為圖1的左視圖；圖4為鋼球吸拾器結構示意圖；圖5為電磁鐵的結構示意圖；圖中1按鈕開關、2電磁鐵外殼蓋板、3電磁鐵外殼、4電磁鐵線圈、5電磁鐵鐵芯、 6引導口、7小鋼球、8小鋼球運動引導裝置、9蓋板、10待測鋼球擱板、11小鋼球置放孔、12 玻璃圓桶、13圓板、14底板、15金屬底板、16立柱、17橫梁、18鋼球吸拾器、19永久磁鐵、20 電磁鐵。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用型作詳細的描述。如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，本實用新型液體粘滯系數(shù)測定裝置在金屬底板 15上固定有兩個立柱16，兩個立柱16上固定一塊橫梁17 ；玻璃圓筒12底部端口粘合底板 14且密封，使液體不會滲漏，并使玻璃圓筒12能穩(wěn)定地置放在金屬底板15的中央；在玻璃 圓筒12內(nèi)底部裝有一塊傾斜角度為15度的與玻璃圓筒內(nèi)徑相同的圓板13，使落下的小鋼 球7能滾動至玻璃圓筒12底部同一側的內(nèi)壁邊緣；在玻璃圓筒12上端內(nèi)壁粘有一塊待測 鋼球擱板10，并設置有锪沉孔的通孔11，以置放待測的不同直徑小鋼球；沉孔是使置放的 小鋼球不易往外滾出，沉孔下面的通孔可使小鋼球上粘附的液體滴入玻璃圓筒12內(nèi)；玻璃 圓筒12上端口設置有小鋼球運動引導裝置8及蓋板9 ；橫梁17中央插入電磁鐵20，電磁鐵 外殼3內(nèi)裝有電磁鐵線圈4，電磁鐵鐵芯5錐形端面插入位于玻璃圓筒12上端口小鋼球運 動引導裝置8的引導口 6內(nèi)，且軸線相同；電源按鈕開關1固定在電磁鐵外殼蓋板2上，當 電磁鐵線圈4的引出線與電源按鈕開關1及外電源連接后，將電磁鐵外殼蓋板2用螺釘固 定于電磁鐵外殼3 ；鋼球吸拾器18的一端內(nèi)設置一圓形永久磁鐵19，作吸引小鋼球用。實驗開始時，在玻璃圓筒12內(nèi)注入900mL蓖麻油，將一粒小鋼球7投入玻璃圓筒 12內(nèi)，另一粒不同直徑的鋼球放置在待測鋼球擱板10的小鋼球置放孔11中，然后蓋好蓋板 9。將玻璃圓筒12置放在金屬底板15上，底板14位于金屬底板15的中心位置。電磁鐵20 插入橫梁17，電磁鐵鐵芯5錐形端面一端也同時插入小鋼球運動引導裝置8的引導口 6，通 過輔助設備給電磁鐵線圈4提供電源，讓電磁鐵鐵芯5產(chǎn)生磁力；用鋼球吸拾器18中的永 久磁鐵19在玻璃圓筒12外壁對準已沉入玻璃圓筒12底部并已滾動至筒壁邊緣的小鋼球 7，然后緊貼玻璃圓筒12外壁將小鋼球7吸住并往上提升至小鋼球運動引導裝置8，再沿小 鋼球運動引導裝置8的斜面將小鋼球7引導至電磁鐵鐵芯5的錐形端面，然后將鋼球吸拾 器18往上移，使小鋼球7脫離永久磁鐵19的吸引，同時使小鋼球7被吸附在電磁鐵鐵芯5 的錐形端面上。按下電源按鈕開關1，以切斷電磁鐵線圈4的電源使電磁鐵鐵芯5失去磁 力，小鋼球7自由落下，用其它儀器測出小鋼球7落下的距離和時間等物理參數(shù)，就可求得 蓖麻油的粘滯系數(shù)。根據(jù)實驗要求和需要，可重復上述過程進行多次測量。如要用另一直 徑的鋼球進行實驗，可用鋼球吸拾器18將小鋼球7引導至待測鋼球擱板10的小鋼球置放 孔11中，并將另一待測的小鋼球引導至電磁鐵鐵芯5的錐形端面，然后按上述相同方法進 行實驗測量。需要注意的是，以上列舉的僅是本實用新型的一個具體實施例。顯然，本實用新 型不限于以上實施例，還可以有許多其他變形。本領域技術人員根據(jù)本實用新型公開的內(nèi) 容與技術導出或聯(lián)想到的變形的液體粘滯系數(shù)測定裝置，均應認為是本實用新型的保護范圍。
權利要求一種液體粘滯系數(shù)測定裝置，包括電磁鐵(4)、玻璃圓筒(12)、小鋼球運動引導裝置(8)、鋼球吸拾器(18)和支架，其特征在于，所述支架由立柱(16)和橫梁(17)組成；所述電磁鐵(4)安裝在所述橫梁(17)上，其內(nèi)部的電磁鐵鐵芯(5)插入所述小鋼球運動引導裝置(8)的引導口(6)中；所述小鋼球運動引導裝置(8)的下部與所述玻璃圓筒(12)相接。
2.根據(jù)權利要求1所述的液體粘滯系數(shù)測定裝置，其特征在于，所述玻璃圓筒(12)內(nèi) 底部設置有一塊傾斜并與所述玻璃圓筒(12)內(nèi)徑相同的圓板(13)。
3.根據(jù)權利要求2所述的液體粘滯系數(shù)測定裝置，其特征在于，所述圓板(13)的傾斜 角度為15度。
4.根據(jù)權利要求1所述的液體粘滯系數(shù)測定裝置，其特征在于，所述玻璃圓筒(12)的 上部內(nèi)壁上設有一塊待測鋼球擱板(10)。
5.根據(jù)權利要求4所述的液體粘滯系數(shù)測定裝置，其特征在于，所述待測鋼球擱板 (10)的表面設有可放置圓球的锪沉孔的通孔。
6.根據(jù)權利要求1所述的液體粘滯系數(shù)測定裝置，其特征在于，所述玻璃圓筒(12)的 上端口設有蓋板(9)。
7.根據(jù)權利要求1所述的液體粘滯系數(shù)測定裝置，其特征在于，所述電磁鐵(4)的電磁 鐵外殼蓋板(2)上設置有可控制電源的按鈕開關(1)。
8.根據(jù)權利要求1所述的液體粘滯系數(shù)測定裝置，其特征在于，所述鋼球吸拾器(18) 的一端設置有永久磁鐵(19)。
專利摘要本實用新型公開了一種實驗教學儀器，旨在提供一種液體粘滯系數(shù)測定裝置。該裝置包括電磁鐵、玻璃圓筒、小鋼球運動引導裝置、鋼球吸拾器和支架，支架由立柱和橫梁組成；電磁鐵安裝在所述橫梁上，其內(nèi)部的電磁鐵鐵芯插入小鋼球運動引導裝置的引導口中；小鋼球運動引導裝置的下部與玻璃圓筒相接。本實用新型是一種帶免洗小鋼球的、小鋼球下落到液體時始終能處于玻璃圓筒中心軸線的、以及能減小液體受溫度和流動空氣影響的、提高測量正確度的新型液體粘滯系數(shù)測定裝置。
文檔編號G01N11/12GK201653854SQ20102011233
公開日2010年11月24日 申請日期2010年2月10日 優(yōu)先權日2010年2月10日
發(fā)明者樂培界, 張潞英, 謝文明, 陳國杰 申請人:佛山科學技術學院;杭州精科儀器有限公司