液面高度差測量裝置的製作方法
2023-07-05 22:32:41 1
專利名稱：液面高度差測量裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液面高度差測量裝置，應用於測量液體表面張力係數的方法中。
背景技術：
針對現有的測量液體表面張力係數的方法存在設備昂貴、微作用力測量結果極易受各種幹擾而嚴重影響測量精度等問題，探究一種測量液體表面張力係數的新方法。通過研究液體的表面張力係數及其接觸角與液體的物理性質的直接聯繫，採用包括液體重力、液體表面張力在內的局部力平衡方法結合拉普拉斯方程，以及以MATLAB圖像處理和 LABVIEff虛擬儀器系統，測量液體的表面張力係數。液體的表面張力是指在液體自由面的單位長度上所受拉力的大小。液體表面張力的大小，通常用表面張力係數表示。由於表面張力係數與液體的性質有關，不同液體的表面張力係數有很大的差別，因此在液體的物理性質、液體輸送、醫療等方面，必須對表面張力係數進行精確測量。此外，液體表面張力係數的測量也是物理實驗的基本項目之一。目前，實驗室一般採用拉脫法測量液體的表面張力；採用拉脫法測量液體的表面張力係數，其測量結果往往不很理想，誤差較大，測量結果很分散。造成測量誤差的主要原因是拉脫的過程難以準確把握(比如拉脫速度等因素)，由於基本上都採用霍爾傳感器測量非常微弱的拉力，因此人為操作因素等產生的誤差較大；造成了測量結果的不確定性，產生了測量誤差；無法得出較為準確的數值。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種液面高度差測量裝置，本裝置應用於對液體表面張力係數前期的液面差的測量，可有效解決當前設備測量精度低，設備複雜，誤差大等缺陷。本實用新型的特徵在於一種液面高度差測量裝置，包括支架平臺和連接在支架平臺上的U形管，其特徵在於所述支架平臺兩側分別設有用以測量液面高度的液面標識板，所述液面標識板上分別連接有U形管的一豎直段，所述U形管的下部置於位於支架平臺上裝滿導熱液的燒杯內。本實用新型測量精度高、待測樣品量少、測量成本低廉、便於現場快速測量等特點，可廣泛應用於採礦浮選、石油開採、紡織印染、農藥加工、感光膠片生產、油漆配方以及防水、洗滌、健康人體電解質測定等領域。
圖1為本實用新型實施例的構造示意圖。圖2為本實用新型實施例的使用原理圖。
具體實施方式
為讓本實用新型的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。參考圖1，一種液面高度差測量裝置，包括支架平臺1和連接在支架平臺1上的U 形管2，所述支架平臺1兩側分別設有用以測量液面高度的液面標識板3，所述液面標識板3 上分別連接有U形管2的一豎直段，所述U形管2的下部置於位於支架平臺1上裝滿導熱液的燒杯內4。上述U形管2包括兩段不同管徑的玻璃管和連接兩玻璃管的橡膠管2-3。上述兩段不同管徑的玻璃管分別為普通玻璃管2-1和毛細玻璃管2-2。上述燒杯4的下部設有用以給燒杯供熱的溫控加熱器5，所述燒杯4內設有連接於溫控加熱器5的測溫計6。上述導熱液為水。本實用新型的測量原理為如圖2所示，一 U型玻璃管的兩豎直管的內徑分別為 A、A ,將待測液體倒入此υ型管內，當液體靜止時，υ型玻璃管內的凹形水面可近視地看
成半徑為D1、D2的半球面，根據彎曲液面下的拉普拉斯公式，得式(1)和(2)中，&、PB分別為液面A、B點的壓強，慫為大氣壓強，θ為液體與玻璃管的接觸角，α為液體的表面張力係數。可求得液面下C點處的壓強&為Pc= Pb+ ρ gh(3)(3)中，P為液體的密度，g為當地的重力加速度，h為液體靜止時兩管內液面的高度差。根據流體靜力學，當液體達到靜止時，管內液面下C點與同水平面的A點壓強相同， 即Pc = Pa(4)由式(1) 一式⑷可求得液體的表面張力係數α為
^egkDlD2a =Λ d(5)
4(D1 - D2) cos θ式(5)即為利用U型管法測定液體表面張力係數的實驗公式，它表明只要測量兩液面的高度差h，兩豎直管的直徑D1、馬及接觸角θ，即可求得液體的表面張力係數α。接觸角可以通過以下兩種方法取得其一為外形圖像分析及其計算方法；其二為稱重法。由於稱重法通常需利用潤溼天平或滲透法接觸角儀等昂貴測量儀器，因此目前應用最廣泛，接觸角測量值最直接與準確度較高的還是外形圖像分析及其計算方法。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本實用新型的涵蓋範圍。
權利要求1.一種液面高度差測量裝置，包括支架平臺和連接在支架平臺上的U形管，其特徵在於所述支架平臺兩側分別設有用以測量液面高度的液面標識板，所述液面標識板上分別連接有U形管的一豎直段，所述U形管的下部置於位於支架平臺上裝滿導熱液的燒杯內。
2.根據權利要求1所述的液面高度差測量裝置，其特徵在於所述U形管包括兩段不同管徑的玻璃管和連接兩玻璃管的橡膠管。
3.根據權利要求1或2所述的液面高度差測量裝置，其特徵在於所述兩段不同管徑的玻璃管分別為普通玻璃管和毛細玻璃管。
4.根據權利要求1所述的液面高度差測量裝置，其特徵在於所述燒杯的下部設有用以給燒杯供熱的溫控加熱器，所述燒杯內設有連接於溫控加熱器的測溫計。
5.根據權利要求1所述的液面高度差測量裝置，其特徵在於所述導熱液為水。
專利摘要本實用新型涉及一種液面高度差測量裝置，包括支架平臺和連接在支架平臺上的U形管，其特徵在於所述支架平臺兩側分別設有用以測量液面高度的液面標識板，所述液面標識板上分別連接有U形管的一豎直段，所述U形管的下部置於位於支架平臺上裝滿導熱液的燒杯內。本實用新型測量精度高、待測樣品量少、測量成本低廉、便於現場快速測量等特點，可廣泛應用於採礦浮選、石油開採、紡織印染、農藥加工、感光膠片生產、油漆配方以及防水、洗滌、健康人體電解質測定等領域。
文檔編號G01N13/02GK202195999SQ201120250938
公開日2012年4月18日 申請日期2011年7月16日 優先權日2011年7月16日
發明者林立禾 申請人:林立禾