基于線陣ccd的液體粘滯系數(shù)測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及到液體粘滯系數(shù)測量技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種基于線陣CCD的 液體粘滯系數(shù)測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 液體的粘滯系數(shù)又稱為內(nèi)摩擦系數(shù)或粘度，是描述液體內(nèi)摩擦力性質(zhì)的一個(gè)重要 物理量，定量描述流體流動(dòng)性質(zhì)的基礎(chǔ)。它表征液體反抗形變的能力，只有在液體內(nèi)存在相 對運(yùn)動(dòng)時(shí)才表現(xiàn)出來。1867年牛頓首次提出粘滯系數(shù)的定義即：單位流體表面所受到的阻 力是沿該面法線方向上的速度梯度的比值。液體粘滯系數(shù)在工業(yè)生產(chǎn)和學(xué)術(shù)研究上有著重 要的應(yīng)用，小到學(xué)生實(shí)驗(yàn)大到學(xué)術(shù)研究都需要簡單準(zhǔn)確地測量出流體的粘滯系數(shù)，并盡量 減少測量誤差。
[0003] 目前國內(nèi)外的研究和新方法有很多，各位學(xué)者對其研究的文獻(xiàn)也很多，但實(shí)驗(yàn)教 學(xué)中基本都用的傳統(tǒng)的沉球法，其原理是利用小球在液體中的沉降速度與液體的粘滯系數(shù) 相關(guān)。要測量液體的粘滯系數(shù)需要知道小球下沉的速度，而速度的測量通常是通過小球下 降的位移和時(shí)間來得到。傳統(tǒng)沉降法依賴于人眼讀數(shù)得到小球通過的路程，同時(shí)需手動(dòng)秒 表計(jì)時(shí)，會(huì)造成較大誤差。所以若采用微處理器及線陣CCD可大大減小其誤差，提高測量精 度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種基于線陣CCD的液體粘滯系 數(shù)測量裝置，提高液體粘滯提高液體粘滯的測量精度，縮短液體粘滯的測量時(shí)間的測量精 度，縮短液體粘滯系數(shù)的測量時(shí)間，且有利于縮小液粘滯系數(shù)裝置的體積。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：
[0006] -種基于線陣CCD的液體粘滯系數(shù)測量裝置，包括小球以及用于裝設(shè)待測量液體 的樣品管，其關(guān)鍵在于:還包括線光源、線陣CCD以及測控模塊，所述線光源與線陣CCD分別 位于所述樣品管的兩側(cè)，所述測控模塊包括微處理器控制單元以及連接在該微處理器控制 單元上的線光源控制單元、線陣(XD控制單元、IXD顯示單元、按鈕輸入單元、串行通訊單元、 溫度測量單元，其中所述線光源控制單元與所述線光源電連接，所述線陣CCD控制單元與所 述線陣C⑶電連接。
[0007] 微處理器控制單元主要實(shí)現(xiàn)線光源的光強(qiáng)控制和從線陣CCD讀取數(shù)據(jù)，并根據(jù)相 應(yīng)的數(shù)據(jù)計(jì)算出小球的速度，再根據(jù)輸入的如小球半徑、密度等信息，最后計(jì)算出液體的粘 滯系數(shù)，顯示在LCD屏上或通過串口傳送到電腦;線光源控制單元主要采用恒流的方式實(shí)現(xiàn) 線光源的亮度控制，在微處理器的控制下發(fā)出所需強(qiáng)度的光;線陣CCD控制單元主要從線陣 CCD中讀取信息，實(shí)現(xiàn)對小球位置及下落時(shí)間的測量;LCD顯示單元主要由液晶顯示屏及外 圍電路構(gòu)成，在微處理器的控制下顯示各種信息；按鈕輸入單元主要實(shí)現(xiàn)各種相關(guān)信息及 操作的輸入；串行通訊單元主要實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的通訊，實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)互通;溫 度測量單元主要實(shí)現(xiàn)對溫度的測量，由高精度模擬溫度傳感器構(gòu)成。
[0008]本實(shí)用新型的工作原理為:線光源發(fā)出的光通過玻璃圓筒后照射到線陣CCD上，當(dāng) 小球通過中間時(shí)，線光源發(fā)出的光將被小球遮擋，通過線陣CCD可以準(zhǔn)確地檢測到小球在不 同時(shí)刻的位置，并根據(jù)已知線陣CCD的像數(shù)大小，可得到小球通過不同距離的時(shí)間，這樣便 可獲得小球的運(yùn)動(dòng)速度。因此，可以在一次小球下落過程中可得到多個(gè)一定距離內(nèi)的時(shí)間 或一定時(shí)間間隔內(nèi)小球的下落位移，這樣在一次下落過程可實(shí)現(xiàn)多次測量，從而有利于提 高測量精度，縮短檢測時(shí)間。
[0009] 進(jìn)一步的，所述線陣CCD控制單元、IXD顯示單元、按鈕輸入單元、串行通訊單元與 微處理器控制單元均直接連接，所述微處理器控制單元的信號(hào)輸出端通過D/A轉(zhuǎn)換單元與 線光源控制單元的信號(hào)接收端連接，該線光源控制單元的信號(hào)發(fā)射端通過A/D轉(zhuǎn)換單元與 所述微處理器控制單元的輸入端連接，所述溫度測量單元也通過所述A/D轉(zhuǎn)換單元與所述 微處理器控制單元連接。
[0010] 進(jìn)一步的，所述微處理器控制單元由微處理器STM32F103RC和相應(yīng)的外圍元件構(gòu) 成。
[0011] 進(jìn)一步的，所述線陣C⑶與所述線陣(XD控制單元采用T⑶1706D圖像傳感器。
[0012] 進(jìn)一步的，所述溫度測量單元采用LMT70模擬輸出高精度溫度傳感器。
[0013] 進(jìn)一步的，所述微處理器控制單元、線光源控制單元、線陣CCD控制單元、LCD顯示 單元、按鈕輸入單元、串行通訊單元、溫度測量單元均由供電單元統(tǒng)一供電。
[0014] 供電單元主要將輸入電壓轉(zhuǎn)換為微處理器等各單元所需工作電壓，并輸送給各單 元，從而便于對各單元進(jìn)行統(tǒng)一管理。
[0015] 本實(shí)用新型的顯著效果是：
[0016] 1、采用線陣CCD光電傳感器和微處理器測量小球的沉降位置和時(shí)間，能有效地減 小由于人為因素如人眼判斷是否到位及用秒表計(jì)時(shí)等造成的誤差，從而能有效地提高了液 體粘滯系數(shù)的測量精度；
[0017] 2、采用線陣CCD測量位置及距離，能實(shí)現(xiàn)小球一次下落能獲得多組數(shù)據(jù)，即單次下 落就能實(shí)現(xiàn)多次測量，進(jìn)而能達(dá)到有效地提高了測量精度和縮短了測量時(shí)間。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0019] 圖2是所述測控模塊的電路框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】以及工作原理作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0021] 如圖1與圖2所示，一種基于線陣CCD的液體粘滯系數(shù)測量裝置，包括小球1以及用 于裝設(shè)待測量液體的樣品管2,還包括線光源3、線陣CCD4以及測控模塊5,所述線光源3與線 陣CCD4分別位于所述樣品管2的兩側(cè)，所述測控模塊5包括微處理器控制單元以及連接在該 微處理器控制單元上的線光源控制單元、線陣CCD控制單元、IXD顯示單元、按鈕輸入單元、 串行通訊單元、溫度測量單元，其中所述線光源控制單元與所述線光源3電連接，所述線陣 CCD控制單元與所述線陣CCD4電連接，所述微處理器控制單元、線光源控制單元、線陣CCD控 制單元、IXD顯示單元、按鈕輸入單元、串行通訊單元、溫度測量單元均由供電單元統(tǒng)一供 電。
[0022] 如圖2所示，所述線陣C⑶控制單元、IXD顯示單元、按鈕輸入單元、串行通訊單元與 微處理器控制單元均直接連接，所述微處理