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专利名称：一种液体粘滞系数测定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种大专院校物理实验装置，更具体地说，本实用新型涉及一种 液体粘滞系数测定装置。
背景技术：
粘滞系数用以表征液体的粘滞程度，它决定于液体的种类及纯度。研究和测定液 体的粘滞系数在物性研究、工农业生产和国防建设等各方面都有重要的实际意义。因此，液 体粘滞系数的测定实验是国内绝大多数大专院校必修的课程之一。目前，该实验基本上都 根据斯托克斯(Satokes George Gabried)公式用落球法来测定液体的粘滞系数，即将一质 量为m的小钢球通过引导管沿竖直方向下落于盛有粘滞系数较大的透明液体——蓖麻油的 玻璃圆筒中，然后通过测量金属小球的质量、体积、运动速度、距离、玻璃圆筒的直径等，求 得该液体的粘滞系数。然而，目前该类实验装置在实验过程中暴露出下列诸多缺陷1、每次实验投入液体的小钢球一般不少于10个，实验进行多人次后，玻璃圆筒内 堆积的小钢球很多，必须将这些小钢球取出并用汽油等清洁剂清洗，否则，小钢球在第二次 投放时将粘在实验装置引导口而不下落，使实验无法进行，同时取出小钢球必须先倒出蓖 麻油，常常使蓖麻油洒落，操作也很麻烦，而且小钢球所粘附的油污很容易污染衣物、桌面、 地面，给实验管理与维护带来许多不便。2、实验时，要求投入液体的小钢球必须沿玻璃圆筒中心轴线下落。但是目前实验 装置是由人工释放小钢球，小钢球下落时非常容易偏离中心轴线，使圆筒壁对小钢球运动 的影响较大且因小钢球下落的路径不确定而难以修正，因此测量误差较大、重复性较差，而 且当采用激光光电门测量小钢球下落时间时，由于小钢球的运动偏离中心轴线而导致测量 失败。3、由于液体的粘滞系数受环境温度变化及液体产生湍流现象也要增加测量误差， 因此实验时要求待测液体的温度和液面保持稳定。然而目前实验装置的圆筒上端是敞开 的，待测液体的温度和液面易受流动空气的影响而产生测量误差。

实用新型内容本实用新型的目的是克服现有技术的缺点，提供一种带免洗小钢球的、小钢球下 落到液体时始终能处于玻璃圆筒中心轴线的、以及能减小液体受温度和流动空气影响的、 提高测量正确度的液体粘滞系数测定装置。本实用新型通过下述技术方案予以实现。一种液体粘滞系数测定装置，包括电磁铁、玻璃圆筒、小钢球运动引导装置、钢球 吸拾器和支架，所述支架由立柱和横梁组成；所述电磁铁安装在所述横梁上，其内部的电磁 铁铁芯插入所述小钢球运动引导装置的引导口中；所述小钢球运动引导装置的下部与所述 玻璃圆筒相接。作为本用新型的进一步改进，所述玻璃圆筒内底部设置有一块倾斜并与所述玻璃圆筒内径相同的圆板。作为本用新型的进一步改进，所述圆板的倾斜角度为15度。作为本用新型的进一步改进，所述玻璃圆筒的上部内壁上设有一块待测钢球搁 板。作为本用新型的进一步改进，所述待测钢球搁板的表面设有可放置圆球的锪沉孔 的通孔。作为本用新型的进一步改进，所述玻璃圆筒的上端口设有盖板。作为本用新型的进一步改进，所述电磁铁的电磁铁外壳盖板上设置有可控制电源 的按钮开关。作为本用新型的进一步改进，所述钢球吸拾器的一端设置有永久磁铁。本实用新型的液体粘滞系数测定装置，支架为一金属底板上设置二个立柱，横梁 固定在二立柱上，玻璃圆筒置放在金属底板的中心位置；设置电源按钮开关的电磁铁安装 在支架的横梁上，电磁铁通电后能将小钢球吸在电磁铁铁芯的中心位置；当按钮开关按下 时，切断电源，使小钢球自由落下；小钢球运动引导装置一般由透明有机玻璃材料粘合而 成，装置上端设有引导口 ；小钢球运动引导装置整体设置在玻璃圆筒的上端口上，其引导口 内插入电磁铁铁芯，且与电磁铁铁芯同一轴线；玻璃圆筒上端口还设置有二盖板；玻璃圆 筒上端内壁，距端口 2厘米位置设置一待测钢球搁板，以放置待测小钢球用；玻璃圆筒底端 口设置一底板，使玻璃圆筒稳定，并且密封；玻璃圆筒内底部还设置一倾斜角度15度并与 玻璃圆筒内径相同的圆板，以便小钢球落下后滚动至玻璃圆筒同一侧的内壁边缘；钢球吸 拾器的一端内装一圆形永久磁铁，用于方便地吸拾小钢球。本实用新与现有技术相比，有如下优点1、实验时，一种直径的小钢球只需一粒就可反复做实验，因此玻璃圆筒内不会出 现小钢球堆积，也不需要将小钢球取出清洗，实验操作简单方便，也避免了蓖麻油的洒落和 小钢球油染；2、实验时，小钢球始终沿玻璃圆筒的中心轴线下落，减少了圆筒壁对小球运动的 影响，不仅提高了测量的准确性，也改善了测量的重复性；3、玻璃圆筒上端口增加了盖板，降低了空气流动及环境温度对待测液体的影响， 减少了测量误差。

图1为本实用新型液体粘滞系数测定装置的总体结构示意图；图2为小钢球运动引导装置结构示意图；图3为图1的左视图；图4为钢球吸拾器结构示意图；图5为电磁铁的结构示意图；图中1按钮开关、2电磁铁外壳盖板、3电磁铁外壳、4电磁铁线圈、5电磁铁铁芯、 6引导口、7小钢球、8小钢球运动引导装置、9盖板、10待测钢球搁板、11小钢球置放孔、12 玻璃圆桶、13圆板、14底板、15金属底板、16立柱、17横梁、18钢球吸拾器、19永久磁铁、20 电磁铁。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用型作详细的描述。如图1、图2、图3、图4、图5所示，本实用新型液体粘滞系数测定装置在金属底板 15上固定有两个立柱16，两个立柱16上固定一块横梁17 ；玻璃圆筒12底部端口粘合底板 14且密封，使液体不会渗漏，并使玻璃圆筒12能稳定地置放在金属底板15的中央；在玻璃 圆筒12内底部装有一块倾斜角度为15度的与玻璃圆筒内径相同的圆板13，使落下的小钢 球7能滚动至玻璃圆筒12底部同一侧的内壁边缘；在玻璃圆筒12上端内壁粘有一块待测 钢球搁板10，并设置有锪沉孔的通孔11，以置放待测的不同直径小钢球；沉孔是使置放的 小钢球不易往外滚出，沉孔下面的通孔可使小钢球上粘附的液体滴入玻璃圆筒12内；玻璃 圆筒12上端口设置有小钢球运动引导装置8及盖板9 ；横梁17中央插入电磁铁20，电磁铁 外壳3内装有电磁铁线圈4，电磁铁铁芯5锥形端面插入位于玻璃圆筒12上端口小钢球运 动引导装置8的引导口 6内，且轴线相同；电源按钮开关1固定在电磁铁外壳盖板2上，当 电磁铁线圈4的引出线与电源按钮开关1及外电源连接后，将电磁铁外壳盖板2用螺钉固 定于电磁铁外壳3 ；钢球吸拾器18的一端内设置一圆形永久磁铁19，作吸引小钢球用。实验开始时，在玻璃圆筒12内注入900mL蓖麻油，将一粒小钢球7投入玻璃圆筒 12内，另一粒不同直径的钢球放置在待测钢球搁板10的小钢球置放孔11中，然后盖好盖板 9。将玻璃圆筒12置放在金属底板15上，底板14位于金属底板15的中心位置。电磁铁20 插入横梁17，电磁铁铁芯5锥形端面一端也同时插入小钢球运动引导装置8的引导口 6，通 过辅助设备给电磁铁线圈4提供电源，让电磁铁铁芯5产生磁力；用钢球吸拾器18中的永 久磁铁19在玻璃圆筒12外壁对准已沉入玻璃圆筒12底部并已滚动至筒壁边缘的小钢球 7，然后紧贴玻璃圆筒12外壁将小钢球7吸住并往上提升至小钢球运动引导装置8，再沿小 钢球运动引导装置8的斜面将小钢球7引导至电磁铁铁芯5的锥形端面，然后将钢球吸拾 器18往上移，使小钢球7脱离永久磁铁19的吸引，同时使小钢球7被吸附在电磁铁铁芯5 的锥形端面上。按下电源按钮开关1，以切断电磁铁线圈4的电源使电磁铁铁芯5失去磁 力，小钢球7自由落下，用其它仪器测出小钢球7落下的距离和时间等物理参数，就可求得 蓖麻油的粘滞系数。根据实验要求和需要，可重复上述过程进行多次测量。如要用另一直 径的钢球进行实验，可用钢球吸拾器18将小钢球7引导至待测钢球搁板10的小钢球置放 孔11中，并将另一待测的小钢球引导至电磁铁铁芯5的锥形端面，然后按上述相同方法进 行实验测量。需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的一个具体实施例。显然，本实用新 型不限于以上实施例，还可以有许多其他变形。本领域技术人员根据本实用新型公开的内 容与技术导出或联想到的变形的液体粘滞系数测定装置，均应认为是本实用新型的保护范围。
权利要求一种液体粘滞系数测定装置，包括电磁铁(4)、玻璃圆筒(12)、小钢球运动引导装置(8)、钢球吸拾器(18)和支架，其特征在于，所述支架由立柱(16)和横梁(17)组成；所述电磁铁(4)安装在所述横梁(17)上，其内部的电磁铁铁芯(5)插入所述小钢球运动引导装置(8)的引导口(6)中；所述小钢球运动引导装置(8)的下部与所述玻璃圆筒(12)相接。
2.根据权利要求1所述的液体粘滞系数测定装置，其特征在于，所述玻璃圆筒(12)内 底部设置有一块倾斜并与所述玻璃圆筒(12)内径相同的圆板(13)。
3.根据权利要求2所述的液体粘滞系数测定装置，其特征在于，所述圆板(13)的倾斜 角度为15度。
4.根据权利要求1所述的液体粘滞系数测定装置，其特征在于，所述玻璃圆筒(12)的 上部内壁上设有一块待测钢球搁板(10)。
5.根据权利要求4所述的液体粘滞系数测定装置，其特征在于，所述待测钢球搁板 (10)的表面设有可放置圆球的锪沉孔的通孔。
6.根据权利要求1所述的液体粘滞系数测定装置，其特征在于，所述玻璃圆筒(12)的 上端口设有盖板(9)。
7.根据权利要求1所述的液体粘滞系数测定装置，其特征在于，所述电磁铁(4)的电磁 铁外壳盖板(2)上设置有可控制电源的按钮开关(1)。
8.根据权利要求1所述的液体粘滞系数测定装置，其特征在于，所述钢球吸拾器(18) 的一端设置有永久磁铁(19)。
专利摘要本实用新型公开了一种实验教学仪器，旨在提供一种液体粘滞系数测定装置。该装置包括电磁铁、玻璃圆筒、小钢球运动引导装置、钢球吸拾器和支架，支架由立柱和横梁组成；电磁铁安装在所述横梁上，其内部的电磁铁铁芯插入小钢球运动引导装置的引导口中；小钢球运动引导装置的下部与玻璃圆筒相接。本实用新型是一种带免洗小钢球的、小钢球下落到液体时始终能处于玻璃圆筒中心轴线的、以及能减小液体受温度和流动空气影响的、提高测量正确度的新型液体粘滞系数测定装置。
文档编号G01N11/12GK201653854SQ20102011233
公开日2010年11月24日 申请日期2010年2月10日 优先权日2010年2月10日
发明者乐培界, 张潞英, 谢文明, 陈国杰 申请人:佛山科学技术学院;杭州精科仪器有限公司