一種液體表面張力測定的實驗裝置製造方法
2023-09-21 06:39:10
一種液體表面張力測定的實驗裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種液體表面張力測定的實驗裝置，該裝置包括底座、支杆、固定座、樣品池、金屬圓環、力敏傳感器、放大電路、AD採集卡和計算機，所述固定座和支杆安裝在底座上，所述固定座中安裝有螺杆，所述螺杆上安裝有升降調節螺母，所述樣品池安裝在螺杆上端，所述樣品池中放置待測液體，所述力敏傳感器安裝在支杆上部，所述力敏傳感器左下端安裝有彈簧，所述金屬圓環安裝在彈簧下端，且金屬圓環下端浸於待測液體中，所述底座上還安裝有底座調節螺釘，所述力敏傳感器、放大電路、AD採集卡和計算機串聯連接，本實用新型所製成的實驗裝置操作簡單，效果清晰直觀，實用性強。
【專利說明】一種液體表面張力測定的實驗裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種傳感檢測領域，特別是涉及一種利用傳感技術與計算機技術用於輔助液體表面張力測定的實驗裝置。
【背景技術】
[0002]目前，用於實驗室液體表面張力的測量方法有:(I)傳統拉脫法；(2)基於矽單晶電阻應變片與數字電壓表進行測量的方法。第一種方法常用焦利秤、扭秤等，然而這些器件精度較低，穩定性不高，存在較多的不足。第二種方法可以把力信號轉化為電信號，在液面下降至液膜破裂的過程中，數字電壓表示數是先增大後減小的。因此在定標後，要求學生在實驗過程中讀出液膜斷裂前瞬間數字電壓表的最大示值Umax，以及液膜斷裂後瞬間數字電壓表的示數Umin。可以看出，這種測量方法缺少可視化。且在讀取瞬間的電壓示數時，存在由於學生視覺疲勞或注意力不集中而產生較大偶然誤差的可能。同時，這樣的實驗效果只能給學生一個粗糙的感覺，沒有清晰直觀的感受，不利於學生對液體表面張力這一概念的理解。
[0003]本實用新型將利用傳感技術以及計算機技術，製作一個用於測定液體表面張力的實驗裝置，從而不僅克服了上述不足，且還可以實時並清晰地向學生展示整個實驗過程及其結果。採用傳感技術，是因為傳感器能感受到被測量的信息，並能將感受到的信息，按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，是實現自動檢測和自動控制的首要環節。而採用計算機技術，是因為計算機輔助教學已成為各高校教學的重要改革內容之一。計算機運算速度快，計算精度高，能自動採集、存貯和處理數據，並具有高解析度彩色作圖功能，使用方便。許多實驗藉助於計算機來改變原來的做法，在內容上和方法上作相應的調整與改進，可以提高物理實驗的穩定性、精確度，並能有效地克服傳統實驗中人為因素多、直觀效果不明顯、費時費工等缺點。所以用傳感技術以及計算機技術實現液體表面張力的測定是一種創新性方法。
實用新型內容
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種可以在計算機上自動、實時讀取並描繪由力敏傳感器探測到的力信號經光電轉換並放大後的電信號，從而感知液體表面張力大小的簡易實驗裝置。
[0005]本實用新型是通過以下技術方案來實現的:一種液體表面張力測定的實驗裝置，該裝置包括底座、支杆、固定座、樣品池、金屬圓環、力敏傳感器、放大電路、AD採集卡和計算機，所述固定座和支杆安裝在底座上，所述固定座中安裝有螺杆，所述螺杆上安裝有升降調節螺母，所述樣品池安裝在螺杆上端，所述樣品池中放置待測液體，所述力敏傳感器安裝在支杆上部，所述力敏傳感器左下端安裝有彈簧，所述金屬圓環安裝在彈簧下端，且金屬圓環下端浸於待測液體中，所述底座上還安裝有底座調節螺釘，所述力敏傳感器、放大電路、AD採集卡和計算機串聯連接。[0006]進一步的技術方案，所述升降調節螺母軸向固定，周向不固定。
[0007]本實用新型的有益效果是:將力敏傳感器以及金屬圓環位置固定，金屬圓環吊掛在力敏傳感器上，並浸於待測液體中。緩緩降低樣品池的高度(效果相當於緩緩提起金屬圓環)，金屬圓環就會拉出一層與液體相連的液膜。由於表面張力的作用，圓環所受向上的拉力會逐漸增大至最大值F，當超過此值時，液膜立即破裂。而力敏傳感器可以實時探測到液體表面張力的這一變化過程。利用這一結果，將力敏傳感器探測到的力信號經放大電路的處理變為電信號，由採集卡採集到計算機中圖象顯示。本實用新型所製成的實驗裝置操作簡單，效果清晰直觀，實用性強。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]為了易於說明，本實用新型由下述的具體實施例及附圖作以詳細描述。
[0009]圖1為本實用新型的一種液體表面張力測定的實驗裝置的結構示意圖。
[0010]圖2為本實用新型中放大電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0011]如圖1和圖2所示，本實用新型的一種液體表面張力測定的實驗裝置，該裝置包括底座1、支杆11、固定座3、樣品池6、金屬圓環7、力敏傳感器9、放大電路12、AD採集卡13和計算機14，所述固定座3和支杆11安裝在底座I上，所述固定座3中安裝有螺杆10，所述螺杆10上安裝有升降調節螺母4，所述樣品池610安裝在螺杆10上端，所述樣品池6中放置待測液體5，所述力敏傳感器9安裝在支杆11上部，所述力敏傳感器9左下端安裝有彈簧8，所述金屬圓環7安裝在彈簧8下端，且金屬圓環7下端浸於待測液體5中，所述底座I上還安裝有底座調節螺釘2，所述力敏傳感器9、放大電路12、AD採集卡13和計算機14串聯連接。
[0012]本實用新型的一種優選方式，所述升降調節螺母4軸向固定，周向不固定。
[0013]本實用新型的有益效果是:將力敏傳感器以及金屬圓環位置固定，金屬圓環吊掛在力敏傳感器上，並浸於待測液體中。緩緩降低樣品池的高度(效果相當於緩緩提起金屬圓環)，金屬圓環就會拉出一層與液體相連的液膜。由於表面張力的作用，圓環所受向上的拉力會逐漸增大至最大值F，當超過此值時，液膜立即破裂。而力敏傳感器可以實時探測到液體表面張力的這一變化過程。利用這一結果，將力敏傳感器探測到的力信號經放大電路的處理變為電信號，由採集卡採集到計算機中圖象顯示。本實用新型所製成的實驗裝置操作簡單，效果清晰直觀，實用性強。
[0014]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應該以權利要求書所限定的保護範圍為準。
【權利要求】
1.一種液體表面張力測定的實驗裝置，其特徵在於:該裝置包括底座、支杆、固定座、樣品池、金屬圓環、力敏傳感器、放大電路、AD採集卡和計算機，所述固定座和支杆安裝在底座上，所述固定座中安裝有螺杆，所述螺杆上安裝有升降調節螺母，所述樣品池安裝在螺杆上端，所述樣品池中放置待測液體，所述力敏傳感器安裝在支杆上部，所述力敏傳感器左下端安裝有彈簧，所述金屬圓環安裝在彈簧下端，且金屬圓環下端浸於待測液體中，所述底座上還安裝有底座調節螺釘，所述力敏傳感器、放大電路、AD採集卡和計算機串聯連接。
2.根據權利要求1所述的液體表面張力測定的實驗裝置，其特徵在於:所述升降調節螺母軸向固定，周向不固定。
【文檔編號】G01N13/02GK203658212SQ201420011883
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年1月9日 優先權日:2014年1月9日
【發明者】黃曉, 彭保進, 李曉東, 汪露, 石清國 申請人:浙江師範大學