液體表面張力系數(shù)測(cè)量用自動(dòng)調(diào)平裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及液體表面張力驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)器具，具體為一種液體表面張力系數(shù)測(cè)量 用自動(dòng)調(diào)平裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中，液體表面張力的測(cè)量為經(jīng)典的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，深受老師和同學(xué) 們的喜歡。為了讓學(xué)生學(xué)習(xí)測(cè)量表面張力的方法，更好地理解液體表面張力理論知識(shí)，大多 數(shù)高等理工科院校都開設(shè)了該口實(shí)驗(yàn)課。因此，對(duì)測(cè)量液體表面張力系數(shù)的方法和實(shí)驗(yàn)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(cè)量 實(shí)驗(yàn)中，不論采用金屬片，金屬絲還是金屬環(huán)，都存在一個(gè)棘手的實(shí)驗(yàn)要求，就是讓金屬部 件（如金屬環(huán)）與待測(cè)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W來都是一個(gè)難題，導(dǎo)致金屬部件不能夠完美的W水平姿態(tài)接觸液體 表面，進(jìn)而直接影響實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果的誤差。因此在該試驗(yàn)中，精確調(diào)節(jié)金屬部件的水平成為 整個(gè)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型為解決目前液體表面張力驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)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(cè)量用自動(dòng)調(diào)平裝置。
[0004] 本實(shí)用新型是采用W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的；一種液體表面張力系數(shù)測(cè)量用自動(dòng)調(diào)平 裝置，包括水平圓吊環(huán)、自動(dòng)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(tái)；所述自動(dòng)水平儀為環(huán)形槽結(jié)構(gòu)，該環(huán)形槽中屯、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(duì)水平圓吊環(huán)的凸臺(tái)進(jìn)行限 位的限位臺(tái)；所述底部水槽也呈環(huán)形槽結(jié)構(gòu)且其中屯、上下貫通形成第二通孔；所述自動(dòng)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(tái)與限位臺(tái)的配 合限位于第一通孔的下端口。
[0005] 本申請(qǐng)主要針對(duì)金屬環(huán)拉脫法，設(shè)計(jì)出自動(dòng)調(diào)平裝置，主要解決液體表面張力測(cè) 試中，金屬環(huán)下邊緣圓環(huán)面與待測(cè)液體液面難W平行接觸的技術(shù)問題。
[0006] 本裝置包括=部分；水平圓吊環(huán)、自動(dòng)水平儀和底部水槽。各部分均為軸對(duì)稱部 件，剖面圖如圖1所示。
[0007] 本申請(qǐng)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(cè)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，水槽中注入適量蒸饋水。水平圓吊環(huán)通過凸 臺(tái)與限位臺(tái)的配合，被限位在自動(dòng)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(dòng)水平儀置于底部水槽蒸饋水上，使其漂浮在蒸饋水水面上，并且不與底部水槽 內(nèi)外壁接觸，等待水槽中蒸饋水停止波動(dòng)。由于自動(dòng)水平儀是軸對(duì)稱部件，其在浮力作用 下，底部水槽蒸饋水水平面應(yīng)與自動(dòng)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(cè)液體放到另外一個(gè)表面皿中，置于水平圓吊環(huán)下方，那么待測(cè)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]本實(shí)用新型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(dòng)水平 儀在理論上能夠非常精確的實(shí)現(xiàn)水平，位于自動(dòng)水平儀第一通孔下端口的水平圓吊環(huán)能夠 實(shí)現(xiàn)真正的水平，該樣在實(shí)驗(yàn)時(shí)，水平圓吊環(huán)就能夠W精準(zhǔn)的水平姿態(tài)接觸液體表面，確保 了實(shí)驗(yàn)的精確性。整個(gè)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(shí)驗(yàn)效 率。
【附圖說明】
[0009] 圖1本實(shí)用新型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本實(shí)用新型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(dòng)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(dòng)水平儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖8底部水槽的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0017] 圖9本實(shí)用新型應(yīng)用于實(shí)際液體表面張力測(cè)量時(shí)的受力分析。
[001引 1-水平圓吊環(huán)，2-自動(dòng)水平儀，3-底部水槽，4-凸臺(tái)，5-第一通孔，
[001引 6-限位臺(tái)，7-第二通孔，8-拉繩，9-表面皿。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 一種液體表面張力系數(shù)測(cè)量用自動(dòng)調(diào)平裝置，包括水平圓吊環(huán)1、自動(dòng)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(tái)4;所述自動(dòng)水平儀2 為環(huán)形槽結(jié)構(gòu)，該環(huán)形槽中屯、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(duì)水平圓吊環(huán)1的凸臺(tái)4進(jìn)行限位的限位臺(tái)6;所述底 部水槽3也呈環(huán)形槽結(jié)構(gòu)且其中屯、上下貫通形成第二通孔7;所述自動(dòng)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(tái)4與限位臺(tái) 6的配合限位于第一通孔5的下端口。
[0021] 自動(dòng)水平儀2的環(huán)形槽內(nèi)圈上端沿向環(huán)形槽中屯、水平延伸，延伸段再連接一個(gè)豎 直向下的中屯、管形成第一通孔5,W保證自動(dòng)水平儀2能夠懸浮于盛有液體的底部水槽3之 中。
[0022] 自動(dòng)水平儀2和底部水槽都呈環(huán)形槽結(jié)構(gòu)，
[0023]本實(shí)用新型在具體應(yīng)用時(shí)的受力分析如附圖9所示，
[0024]F=G+f(1)
[00 巧]G=G1+G2+G3+G4 (2)
[0026]F為測(cè)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 饋水的重力，G3為自動(dòng)水平儀的重力，G4為水平圓吊環(huán)（侶環(huán)）的重力。
[0027] 底部水槽內(nèi)蒸饋水使其漂浮需要的浮力為
[0028]f浮=G3+G4+f
[0029]
(3)
[0030] %為底部水槽內(nèi)蒸饋水產(chǎn)生的浮力，在20°C時(shí)，1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的P,k= IXl〇3Kg/m3,h為自動(dòng)水平儀外槽沒入水面的高度。
[0031]
[003引在20°C時(shí)，1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的聚己締牌）的密度P。=化91~0. 96)X10 3Kg/m3,重力加速度g= 9. 8m/s2。
[0033]
[0034] 在20°C時(shí)，1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的P館二2. 7X103Kg/m3 [00巧]f=值4+D41)aJT (6)
[0036] 在20°C時(shí)，1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下蒸饋水的表面張力系數(shù)a= 0. 〇7275N/m。
[0037] 表1計(jì)算參數(shù)及結(jié)果
[0038]
[0039] 由上表可得
當(dāng)h取0. 030m時(shí)的計(jì)算值大于（G3+G4+f) 的值，由此可見，自動(dòng)水平儀是可W漂浮在底部水槽的水面上的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種液體表面張力系數(shù)測(cè)量用自動(dòng)調(diào)平裝置，其特征在于，包括水平圓吊環(huán)（I )、自 動(dòng)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(tái) (4);所述自動(dòng)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(duì)水平圓吊環(huán)（1)的凸 臺(tái)（4)進(jìn)行限位的限位臺(tái)（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(dòng)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(tái)（4)與限位臺(tái)（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(cè)量用自動(dòng)調(diào)平裝置，其特征在于，自動(dòng)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(gè)豎直向下的中心 管形成第一通孔（5)，以保證自動(dòng)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】本實(shí)用新型涉及液體表面張力驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)器具，具體為一種液體表面張力系數(shù)測(cè)量用自動(dòng)調(diào)平裝置。解決了目前液體表面張力驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)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(cè)量用自動(dòng)調(diào)平裝置，包括水平圓吊環(huán)、自動(dòng)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(tái)；所述自動(dòng)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(tái)與限位臺(tái)的配合限位于第一通孔的下端口。本實(shí)用新型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(dòng)水平儀在理論上能夠非常精確的實(shí)現(xiàn)水平，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(shí)驗(yàn)的精確性。
【IPC分類】G01N13/02
【公開號(hào)】CN204705563
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520406284
【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(qǐng)人】山西醫(yī)科大學(xué)
【公開日】2015年10月14日
【申請(qǐng)日】2015年6月13日