一種液體表面張力測定的實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種液體表面張力測定的實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置包括底座、支桿、固定座、樣品池、金屬圓環(huán)、力敏傳感器、放大電路、AD采集卡和計(jì)算機(jī)，所述固定座和支桿安裝在底座上，所述固定座中安裝有螺桿，所述螺桿上安裝有升降調(diào)節(jié)螺母，所述樣品池安裝在螺桿上端，所述樣品池中放置待測液體，所述力敏傳感器安裝在支桿上部，所述力敏傳感器左下端安裝有彈簧，所述金屬圓環(huán)安裝在彈簧下端，且金屬圓環(huán)下端浸于待測液體中，所述底座上還安裝有底座調(diào)節(jié)螺釘，所述力敏傳感器、放大電路、AD采集卡和計(jì)算機(jī)串聯(lián)連接，本實(shí)用新型所制成的實(shí)驗(yàn)裝置操作簡單，效果清晰直觀，實(shí)用性強(qiáng)。
【專利說明】一種液體表面張力測定的實(shí)驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種傳感檢測領(lǐng)域，特別是涉及一種利用傳感技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)用于輔助液體表面張力測定的實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，用于實(shí)驗(yàn)室液體表面張力的測量方法有:(I)傳統(tǒng)拉脫法；(2)基于硅單晶電阻應(yīng)變片與數(shù)字電壓表進(jìn)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(wěn)定性不高，存在較多的不足。第二種方法可以把力信號轉(zhuǎn)化為電信號，在液面下降至液膜破裂的過程中，數(shù)字電壓表示數(shù)是先增大后減小的。因此在定標(biāo)后，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中讀出液膜斷裂前瞬間數(shù)字電壓表的最大示值Umax，以及液膜斷裂后瞬間數(shù)字電壓表的示數(shù)Umin?？梢钥闯?，這種測量方法缺少可視化。且在讀取瞬間的電壓示數(shù)時(shí)，存在由于學(xué)生視覺疲勞或注意力不集中而產(chǎn)生較大偶然誤差的可能。同時(shí)，這樣的實(shí)驗(yàn)效果只能給學(xué)生一個(gè)粗糙的感覺，沒有清晰直觀的感受，不利于學(xué)生對液體表面張力這一概念的理解。
[0003]本實(shí)用新型將利用傳感技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)，制作一個(gè)用于測定液體表面張力的實(shí)驗(yàn)裝置，從而不僅克服了上述不足，且還可以實(shí)時(shí)并清晰地向?qū)W生展示整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程及其結(jié)果。采用傳感技術(shù)，是因?yàn)閭鞲衅髂芨惺艿奖粶y量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，是實(shí)現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。而采用計(jì)算機(jī)技術(shù)，是因?yàn)橛?jì)算機(jī)輔助教學(xué)已成為各高校教學(xué)的重要改革內(nèi)容之一。計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度快，計(jì)算精度高，能自動采集、存貯和處理數(shù)據(jù)，并具有高分辨率彩色作圖功能，使用方便。許多實(shí)驗(yàn)借助于計(jì)算機(jī)來改變原來的做法，在內(nèi)容上和方法上作相應(yīng)的調(diào)整與改進(jìn)，可以提高物理實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定性、精確度，并能有效地克服傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中人為因素多、直觀效果不明顯、費(fèi)時(shí)費(fèi)工等缺點(diǎn)。所以用傳感技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)液體表面張力的測定是一種創(chuàng)新性方法。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可以在計(jì)算機(jī)上自動、實(shí)時(shí)讀取并描繪由力敏傳感器探測到的力信號經(jīng)光電轉(zhuǎn)換并放大后的電信號，從而感知液體表面張力大小的簡易實(shí)驗(yàn)裝置。
[0005]本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種液體表面張力測定的實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置包括底座、支桿、固定座、樣品池、金屬圓環(huán)、力敏傳感器、放大電路、AD采集卡和計(jì)算機(jī)，所述固定座和支桿安裝在底座上，所述固定座中安裝有螺桿，所述螺桿上安裝有升降調(diào)節(jié)螺母，所述樣品池安裝在螺桿上端，所述樣品池中放置待測液體，所述力敏傳感器安裝在支桿上部，所述力敏傳感器左下端安裝有彈簧，所述金屬圓環(huán)安裝在彈簧下端，且金屬圓環(huán)下端浸于待測液體中，所述底座上還安裝有底座調(diào)節(jié)螺釘，所述力敏傳感器、放大電路、AD采集卡和計(jì)算機(jī)串聯(lián)連接。[0006]進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述升降調(diào)節(jié)螺母軸向固定，周向不固定。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果是:將力敏傳感器以及金屬圓環(huán)位置固定，金屬圓環(huán)吊掛在力敏傳感器上，并浸于待測液體中。緩緩降低樣品池的高度(效果相當(dāng)于緩緩提起金屬圓環(huán))，金屬圓環(huán)就會拉出一層與液體相連的液膜。由于表面張力的作用，圓環(huán)所受向上的拉力會逐漸增大至最大值F，當(dāng)超過此值時(shí)，液膜立即破裂。而力敏傳感器可以實(shí)時(shí)探測到液體表面張力的這一變化過程。利用這一結(jié)果，將力敏傳感器探測到的力信號經(jīng)放大電路的處理變?yōu)殡娦盘枺刹杉ú杉接?jì)算機(jī)中圖象顯示。本實(shí)用新型所制成的實(shí)驗(yàn)裝置操作簡單，效果清晰直觀，實(shí)用性強(qiáng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]為了易于說明，本實(shí)用新型由下述的具體實(shí)施例及附圖作以詳細(xì)描述。
[0009]圖1為本實(shí)用新型的一種液體表面張力測定的實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為本實(shí)用新型中放大電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的一種液體表面張力測定的實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置包括底座1、支桿11、固定座3、樣品池6、金屬圓環(huán)7、力敏傳感器9、放大電路12、AD采集卡13和計(jì)算機(jī)14，所述固定座3和支桿11安裝在底座I上，所述固定座3中安裝有螺桿10，所述螺桿10上安裝有升降調(diào)節(jié)螺母4，所述樣品池610安裝在螺桿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安裝在支桿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(huán)7安裝在彈簧8下端，且金屬圓環(huán)7下端浸于待測液體5中，所述底座I上還安裝有底座調(diào)節(jié)螺釘2，所述力敏傳感器9、放大電路12、AD采集卡13和計(jì)算機(jī)14串聯(lián)連接。
[0012]本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方式，所述升降調(diào)節(jié)螺母4軸向固定，周向不固定。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是:將力敏傳感器以及金屬圓環(huán)位置固定，金屬圓環(huán)吊掛在力敏傳感器上，并浸于待測液體中。緩緩降低樣品池的高度(效果相當(dāng)于緩緩提起金屬圓環(huán))，金屬圓環(huán)就會拉出一層與液體相連的液膜。由于表面張力的作用，圓環(huán)所受向上的拉力會逐漸增大至最大值F，當(dāng)超過此值時(shí)，液膜立即破裂。而力敏傳感器可以實(shí)時(shí)探測到液體表面張力的這一變化過程。利用這一結(jié)果，將力敏傳感器探測到的力信號經(jīng)放大電路的處理變?yōu)殡娦盘?，由采集卡采集到?jì)算機(jī)中圖象顯示。本實(shí)用新型所制成的實(shí)驗(yàn)裝置操作簡單，效果清晰直觀，實(shí)用性強(qiáng)。
[0014]以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種液體表面張力測定的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:該裝置包括底座、支桿、固定座、樣品池、金屬圓環(huán)、力敏傳感器、放大電路、AD采集卡和計(jì)算機(jī)，所述固定座和支桿安裝在底座上，所述固定座中安裝有螺桿，所述螺桿上安裝有升降調(diào)節(jié)螺母，所述樣品池安裝在螺桿上端，所述樣品池中放置待測液體，所述力敏傳感器安裝在支桿上部，所述力敏傳感器左下端安裝有彈簧，所述金屬圓環(huán)安裝在彈簧下端，且金屬圓環(huán)下端浸于待測液體中，所述底座上還安裝有底座調(diào)節(jié)螺釘，所述力敏傳感器、放大電路、AD采集卡和計(jì)算機(jī)串聯(lián)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體表面張力測定的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述升降調(diào)節(jié)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(yōu)先權(quán)日:2014年1月9日
【發(fā)明者】黃曉, 彭保進(jìn), 李曉東, 汪露, 石清國 申請人:浙江師范大學(xué)