一种变温粘滞系数测量仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种变温粘滞系数测量仪，包括样品管、设在样品管上端的加热器、设在样品管下端的制冷器、设在样品管外面上的光电计时器、设在样品管内腔中的温度传感器，还包括与所述加热器、制冷器、光电计时器及温度传感器电连接的PLC控制器，样品管由外套管和内套管构成，外套管和内套管上端均闭合，外套管和内套管之间形成外腔，在该外腔中盛有透光循环液体，并在外腔内设置有电动泵；在样品管的上端设有落球通道，该落球通道的下端伸入样品管的内腔。该测试仪操作简单、控制方便，能够精确的测量不同温度下样品液体的粘滞系数。
【专利说明】一种变温粘滞系数测量仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及实验装置领域，更具体地说涉及一种用于研究温度对样品液体粘度影响的实验装置。
【背景技术】
[0002]液体的粘滞系数又称为内摩擦系数或粘度。是描述液体内摩擦力性质的一个重要物理量。它表征液体反抗形变的能力，只有在液体内存在相对运动时才表现出来。液体的粘滞系数是液体的重要物理性质和技术指标之一，准确测量不同温度下样品液体的粘度在科学研究领域和许多工业部门都有重要的意义。CN 101078678 A公开了“一次落球测量液体不同温度下粘度系数装置”，包括容器、位于容器内的加热器及温度传感器、与容器内溶液进行热传导的制冷装置、测速装置和计算机，所述测速装置和温度传感器与计算机通信连接。该装置通过加热器是溶液达到规定温度后，放下小球，小球在重力的作用下在待测液体中下落，通过测速装置测出小球在溶液中的速度。将温度传感器和测速装置测量数据传送到计算机进行处理。该装置测量误差较大，不能满足试验精度的要求。CN 203101219 U公开的“一种教学与科研方面使用的可变温粘滞系数测定仪”，此套装置具有内外两腔构成的玻璃管套结构，内腔是由管状结构构成的粘滞系数测定部分，外腔是清水流动装置，有进水口和出水口，外管壁上有两条标记线，其特征是:包裹于内腔外的外部腔体部分是可控制温度的清水流动通道部分。该测定仪由于人为地可控制外腔的水源温度，因此能保持内腔的不同温度状态，利用此仪器可以顺利地进行在不同温度下的粘滞系数测定。一般变温粘度测量仪往往存在如下不足:
[0003](I)只能等待样品液体自然降温，实验进程缓慢；
[0004](2)直接将循环水温度作为样品液体温度；
[0005](3)手控计时给实验带来较大测量误差；
[0006](4)人工投掷小球，不能确保小球沿样品管中轴线下落。
[0007]因此，需要对现有的液体粘滞系数测量设备加以改进。
【发明内容】
[0008]本实用新型的目的是提供一种变温粘滞系数测量仪，其操作简单、控制方便，能够精确的测量不同温度下样品液体的粘滞系数。
[0009]本实用新型所述变温粘滞系数测量仪，包括样品管、设在样品管上端的加热器、设在样品管下端的制冷器、设在样品管外面上的光电计时器、多个设在样品管内腔中的温度传感器，还包括与所述加热器、制冷器、光电计时器及温度传感器电连接的PLC控制器(可编程控制器)，所述样品管由外套管和内套管构成，外套管和内套管上端均闭合，外套管和内套管之间形成外腔，在该外腔中盛有透光循环液体，并在外腔内设置有电动泵；在样品管的上端设有落球通道，该落球通道的下端伸入样品管的内腔。
[0010]进一步，所述光电计时器由上激光器、下激光器、上光电接收器和下光电接收器组成，所述上激光器和所述上光电接收器设在所述外套管外面的上部，并相互对应；所述下激光器和下光电接收器设在所述外套管外面的下部，并相互对应。该光电计时器能够准确的测量球下落的时间。
[0011]进一步，所述落球通道上端的直径大于下端的直径，在落球通道的下端设有电磁阀开关。通过落球通道和电磁阀开关的配合，确保落球沿竖直方向下落，提高了测量的准确度。
[0012]进一步，所述加热器为半导体制热片，所述制冷器为半导体制冷片。半导体制热片和半导体制冷片的使用，实现了待测透光液体快速升温和降温，实现了对温度的快速控制。
[0013]进一步，在样品管内腔设有三个温度传感器，分别设在样品管内腔的上部、中部和下部。通过布置位置不同的三个温度传感器得出溶液的平均温度，该平均温度更符合实际，提高了测量的精确度。
[0014]本实用新型所述变温粘滞系数测量仪，操作简单、控制方便，采用了双层结构的样品管，通过在外腔中加入透光循环液体对样品管内腔中的待测透光液体进行加热或降温，较大程度提高了加热或降温的效率，并且避免了待测透光液体局部温度过高或过低的现象，提高了待测透光液体温度的测量准确度。通过光电计时器准确的记录下球下落的时间，确保了液体粘滞系数测量的准确度，保证了测量不同温度下样品液体粘滞系数的精确度。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的结构示意图；
[0016]图2为本实用新型的控制原理图。
【具体实施方式】
[0017]为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面结合附图来对本实用新型进行详细阐述。
[0018]参见图1和图2所示，该变温粘滞系数测量仪，包括样品管7、设在样品管7上端的加热器4、设在样品管7下端的制冷器9、设在样品管7外面上的光电计时器6、设在样品管内腔73中的温度传感器5，还包括与所述加热器4、制冷器9、光电计时器6及温度传感器5电连接的PLC控制器I。所述加热器4为半导体制热片，所述制冷器9为半导体制冷片。所述样品管7由外套管71和内套管72构成，外套管71和内套管72上端均闭合，外套管71和内套管72之间形成外腔，在该外腔中盛有透光循环液体12，并在外腔的上部和下部分别设置有电动泵8 ;在样品管3的上端设有落球通道3，该落球通道3的下端伸入样品管的内腔73。所述落球通道3上端的直径大于下端的直径，在落球通道3的下端设有电磁阀开关2。所述光电计时器6由上激光器63、下激光器64、上光电接收器61和下光电接收器62组成，所述上激光器和所述上光电接收器设在所述外套管71外面的上部，并相互对应；所述下激光器和下光电接收器设在所述外套管71外面的下部，并相互对应。在样品管内腔73设有三个温度传感器5，分别设在样品管内腔73的上部、中部和下部。
[0019]本实用新型的工作原理如下:
[0020]将待测透光液体注入样品管的内腔73中，在PLC控制器I上设置好需要的温度，通过温度传感器5把温度信号传递给PLC控制器1，假如待测透光液体的温度高于设定温度，则半导体制冷片开始工作，使待测透光液体的温度达到设定温度；假如待测透光液体的温度低于设定温度，则半导体制热片开始工作，使待测透光液体的温度达到设定温度。在半导体制热片或半导体制冷片工作时，电动泵8工作使透光循环液体12循环流动，透光循环液体12对待测透光液体加热或制冷，当待测透光液体达到设定温度时，电磁阀开关2打开，位于落球通道3中的球下落，下落过程中球首先挡住上激光器63发出的激光，此时上光电接收器61没有光信号,PLC控制器I开始记时，下落一段距离后球将挡住下激光器64发出的激光，此时下光电接收器62没有光信号，PLC控制器I停止记时，根据测量球下落的时间等数据可以测量出待测透光液体的粘滞系数。
【权利要求】
1.一种变温粘滞系数测量仪，包括样品管(7)、设在样品管上端的加热器(4)、设在样品管下端的制冷器(9)、设在样品管外面上的光电计时器(6)、多个设在样品管内腔(73)中的温度传感器(5)，还包括与所述加热器、制冷器、光电计时器及温度传感器电连接的PLC控制器(I )，其特征是: 所述样品管由外套管(71)和内套管(72)构成,外套管和内套管上端均闭合,外套管和内套管之间形成外腔，在该外腔中盛有透光循环液体(12)，并在外腔内设置有电动泵(8)；在样品管的上端设有落球通道(3)，该落球通道的下端伸入样品管的内腔(73)。
2.根据权利要求1所述变温粘滞系数测量仪，其特征在于:所述光电计时器(6)由上激光器(63)、下激光器(64)、上光电接收器(61)和下光电接收器(62)组成，所述上激光器和所述上光电接收器设在所述外套管(71)外面的上部，并相互对应；所述下激光器和下光电接收器设在所述外套管(71)外面的下部，并相互对应。
3.根据权利要求1或2所述变温粘滞系数测量仪，其特征在于:所述落球通道(3)上端的直径大于下端的直径，在落球通道的下端设有电磁阀开关(2)。
4.根据权利要求1或2所述变温粘滞系数测量仪，其特征在于:所述加热器(4)为半导体制热片，所述制冷器(9)为半导体制冷片。
5.根据权利要求1或2所述变温粘滞系数测量仪，其特征在于:在样品管内腔(73)设有三个温度传感器(5)，分别设在样品管内腔的上部、中部和下部。
【文档编号】G01N11/10GK203688400SQ201420006377
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年1月6日 优先权日:2014年1月6日
【发明者】孙卫伟, 熊中碧, 杨沛芸, 马丽娜, 邹新政 申请人:西南大学
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