液體表面張力系數(shù)測量用自動調(diào)平裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及液體表面張力驗證實驗器具，具體為一種液體表面張力系數(shù)測量用自 動調(diào)平裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在大學(xué)物理實驗中，液體表面張力的測量為經(jīng)典的驗證性實驗，深受老師和同學(xué) 們的喜歡。為了讓學(xué)生學(xué)習(xí)測量表面張力的方法，更好地理解液體表面張力理論知識，大多 數(shù)高等理工科院校都開設(shè)了這門實驗課。因此，對測量液體表面張力系數(shù)的方法和實驗儀 器也就有多種多樣，其中利用拉平法和拉脫法較為多見。在金屬一液體表面張力系數(shù)測量 實驗中，不論采用金屬片，金屬絲還是金屬環(huán)，都存在一個棘手的實驗要求，就是讓金屬部 件（如金屬環(huán)）與待測液體表面盡可能的水平接觸。由于現(xiàn)有技術(shù)和裝置的局限性，金屬 部件的水平調(diào)節(jié)一直以來都是一個難題，導(dǎo)致金屬部件不能夠完美的以水平姿態(tài)接觸液體 表面，進(jìn)而直接影響實驗測量結(jié)果的誤差。因此在該試驗中，精確調(diào)節(jié)金屬部件的水平成為 整個實驗的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明為解決目前液體表面張力驗證實驗中金屬部件的水平不易調(diào)節(jié)的技術(shù)問 題，提供一種液體表面張力系數(shù)測量用自動調(diào)平裝置。
[0004] 本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種液體表面張力系數(shù)測量用自動調(diào)平裝 置，包括水平圓吊環(huán)、自動水平儀和底部水槽；所述水平圓吊環(huán)的上端口周圈水平向外延伸 形成凸臺；所述自動水平儀為環(huán)形槽結(jié)構(gòu)，該環(huán)形槽中心上下貫通形成第一通孔且第一通 孔的下端口豎直向下延伸，延伸段下端口水平向內(nèi)延伸形成對水平圓吊環(huán)的凸臺進(jìn)行限位 的限位臺；所述底部水槽也呈環(huán)形槽結(jié)構(gòu)且其中心上下貫通形成第二通孔；所述自動水平 儀懸浮于內(nèi)部盛有液體且被懸掛的底部水槽之中，第一通孔穿過第二通孔且第一通孔的下 端低于第二通孔下端；所述水平圓吊環(huán)由上而下穿過第一通孔并通過凸臺與限位臺的配合 限位于第一通孔的下端口。
[0005] 本申請主要針對金屬環(huán)拉脫法，設(shè)計出自動調(diào)平裝置，主要解決液體表面張力測 試中，金屬環(huán)下邊緣圓環(huán)面與待測液體液面難以平行接觸的技術(shù)問題。
[0006] 本裝置包括三部分：水平圓吊環(huán)、自動水平儀和底部水槽。各部分均為軸對稱部 件，剖面圖如圖1所示。
[0007] 本申請所述裝置的工作原理如圖2所示。底部水槽上部通過拉繩與拉力測量設(shè)備 的掛鉤相連，并通過調(diào)節(jié)拉繩使水槽大致水平，水槽中注入適量蒸餾水。水平圓吊環(huán)通過凸 臺與限位臺的配合，被限位在自動水平儀下部，通過底部水槽的第二通孔，把固定好水平圓 吊環(huán)的自動水平儀置于底部水槽蒸餾水上，使其漂浮在蒸餾水水面上，并且不與底部水槽 內(nèi)外壁接觸，等待水槽中蒸餾水停止波動。由于自動水平儀是軸對稱部件，其在浮力作用 下，底部水槽蒸餾水水平面應(yīng)與自動水平儀下邊緣及水平圓吊環(huán)下邊緣圓環(huán)面平行。由此 可見，把待測液體放到另外一個表面皿中，置于水平圓吊環(huán)下方，那么待測液體的液面就顯 然與水平圓吊環(huán)的下邊緣圓環(huán)平面平行。
[0008] 本發(fā)明采用底部水槽中的液體作為水平調(diào)節(jié)的載體，懸浮于其中的自動水平儀在 理論上能夠非常精確的實現(xiàn)水平，位于自動水平儀第一通孔下端口的水平圓吊環(huán)能夠?qū)崿F(xiàn) 真正的水平，這樣在實驗時，水平圓吊環(huán)就能夠以精準(zhǔn)的水平姿態(tài)接觸液體表面，確保了實 驗的精確性。整個裝置結(jié)構(gòu)非常簡單，操作調(diào)試也十分的簡單方便，大大提高了實驗效率。
【附圖說明】
[0009] 圖1本發(fā)明所述裝置各部件分離狀態(tài)下的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010] 圖2本發(fā)明所述裝置各部件組合在一起的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011] 圖3水平圓吊環(huán)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012] 圖4自動水平儀的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖5底部水槽的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014] 圖6水平圓吊環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 圖7自動水平儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖8底部水槽的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖9本發(fā)明應(yīng)用于實際液體表面張力測量時的受力分析。
[0018] 1-水平圓吊環(huán)，2-自動水平儀，3-底郃水槽，4-凸臺，5_第一通孔，6_限位臺， 7-第二通孔，8-拉繩，9-表面皿。
【具體實施方式】
[0019] 一種液體表面張力系數(shù)測量用自動調(diào)平裝置，包括水平圓吊環(huán)1、自動水平儀2和 底部水槽3 ;所述水平圓吊環(huán)1的上端口周圈水平向外延伸形成凸臺4 ;所述自動水平儀2 為環(huán)形槽結(jié)構(gòu)，該環(huán)形槽中心上下貫通形成第一通孔5且第一通孔5的下端口豎直向下延 伸，延伸段下端口水平向內(nèi)延伸形成對水平圓吊環(huán)1的凸臺4進(jìn)行限位的限位臺6 ;所述底 部水槽3也呈環(huán)形槽結(jié)構(gòu)且其中心上下貫通形成第二通孔7 ;所述自動水平儀2懸浮于內(nèi) 部盛有液體且被懸掛的底部水槽3之中，第一通孔5穿過第二通孔7且第一通孔5的下端 低于第二通孔7下端；所述水平圓吊環(huán)1由上而下穿過第一通孔5并通過凸臺4與限位臺 6的配合限位于第一通孔5的下端口。
[0020] 自動水平儀2的環(huán)形槽內(nèi)圈上端沿向環(huán)形槽中心水平延伸，延伸段再連接一個豎 直向下的中心管形成第一通孔5,以保證自動水平儀2能夠懸浮于盛有液體的底部水槽3之 中。
[0021] 自動水平儀2和底部水槽都呈環(huán)形槽結(jié)構(gòu)，
[0022] 本發(fā)明在具體應(yīng)用時的受力分析如附圖9所示，
[0023] F = G+f (1)
[0024] G = G1+G2+G3+G4 (2)
[0025] F為測量值，G為總重力，f為表面張力，G1為底部水槽的重力，G2為底部水槽內(nèi)蒸 餾水的重力，G3為自動水平儀的重力，G4為水平圓吊環(huán)（鋁環(huán)）的重力。
[0026] 底部水槽內(nèi)蒸餾水使其漂浮需要的浮力為
[0027] fff = G3+G4+f
[0028] (3)
【主權(quán)項】
1. 一種液體表面張力系數(shù)測量用自動調(diào)平裝置，其特征在于，包括水平圓吊環(huán)（I )、自 動水平儀（2)和底部水槽（3);所述水平圓吊環(huán)（1)的上端口周圈水平向外延伸形成凸臺 (4);所述自動水平儀（2)為環(huán)形槽結(jié)構(gòu)，該環(huán)形槽中心上下貫通形成第一通孔（5)且第一 通孔（5)的下端口豎直向下延伸，延伸段下端口水平向內(nèi)延伸形成對水平圓吊環(huán)（1)的凸 臺（4)進(jìn)行限位的限位臺（6);所述底部水槽（3)也呈環(huán)形槽結(jié)構(gòu)且其中心上下貫通形成第 二通孔（7);所述自動水平儀（2)懸浮于內(nèi)部盛有液體且被懸掛的底部水槽（3)之中，第一 通孔（5)穿過第二通孔（7)且第一通孔（5)的下端低于第二通孔（7)下端；所述水平圓吊環(huán) (1)由上而下穿過第一通孔（5)并通過凸臺（4)與限位臺（6)的配合限位于第一通孔（5)的 下端口。
2. 如權(quán)利要求1所述的液體表面張力系數(shù)測量用自動調(diào)平裝置，其特征在于，自動水 平儀（2)的環(huán)形槽內(nèi)圈上端沿向環(huán)形槽中心水平延伸，延伸段再連接一個豎直向下的中心 管形成第一通孔（5)，以保證自動水平儀（2)能夠懸浮于盛有液體的底部水槽（3)之中。
【專利摘要】本發(fā)明涉及液體表面張力驗證實驗器具，具體為一種液體表面張力系數(shù)測量用自動調(diào)平裝置。解決了目前液體表面張力驗證實驗中金屬部件的水平不易調(diào)節(jié)的技術(shù)問題。一種液體表面張力系數(shù)測量用自動調(diào)平裝置，包括水平圓吊環(huán)、自動水平儀和底部水槽；所述水平圓吊環(huán)的上端口周圈水平向外延伸形成凸臺；所述自動水平儀懸浮于內(nèi)部盛有液體且被懸掛的底部水槽之中；所述水平圓吊環(huán)由上而下穿過第一通孔并通過凸臺與限位臺的配合限位于第一通孔的下端口。本發(fā)明采用底部水槽中的液體作為水平調(diào)節(jié)的載體，懸浮于其中的自動水平儀在理論上能夠非常精確的實現(xiàn)水平，這樣在實驗時，水平圓吊環(huán)就能夠以精準(zhǔn)的水平姿態(tài)接觸液體表面，確保了實驗的精確性。
【IPC分類】G01N13-02
【公開號】CN104849179
【申請?zhí)枴緾N201510323325
【發(fā)明人】王志宏, 盧志耀, 安艷麗, 姜慧霞, 楊光曄, 白翠珍, 喬靈寶, 陳仁兵
【申請人】山西醫(yī)科大學(xué)
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年6月13日