[实用新型]液面高度差测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种液面高度差测量装置，应用于测量液体表面张力系数的方法中。 

背景技术

针对现有的测量液体表面张力系数的方法存在设备昂贵、微作用力测量结果极易受各种干扰而严重影响测量精度等问题，探究一种测量液体表面张力系数的新方法。通过研究液体的表面张力系数及其接触角与液体的物理性质的直接联系，采用包括液体重力、液体表面张力在内的局部力平衡方法结合拉普拉斯方程，以及以MATLAB图像处理和LABVIEW虚拟仪器系统，测量液体的表面张力系数。 

液体的表面张力是指在液体自由面的单位长度上所受拉力的大小。液体表面张力的大小，通常用表面张力系数表示。由于表面张力系数与液体的性质有关，不同液体的表面张力系数有很大的差别，因此在液体的物理性质、液体输送、医疗等方面，必须对表面张力系数进行精确测量。此外，液体表面张力系数的测量也是物理实验的基本项目之一。 

目前，实验室一般采用拉脱法测量液体的表面张力；采用拉脱法测量液体的表面张力系数，其测量结果往往不很理想，误差较大，测量结果很分散。造成测量误差的主要原因是拉脱的过程难以准确把握（比如拉脱速度等因素），由于基本上都采用霍尔传感器测量非常微弱的拉力，因此人为操作因素等产生的误差较大；造成了测量结果的不确定性，产生了测量误差；无法得出较为准确的数值。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种液面高度差测量装置，本装置应用于对液体表面张力系数前期的液面差的测量，可有效解决当前设备测量精度低，设备复杂，误差大等缺陷。 

本实用新型的特征在于：一种液面高度差测量装置，包括支架平台和连接在支架平台上的U形管，其特征在于：所述支架平台两侧分别设有用以测量液面高度的液面标识板，所述液面标识板上分别连接有U形管的一竖直段，所述U形管的下部置于位于支架平台上装满导热液的烧杯内。 

本实用新型测量精度高、待测样品量少、测量成本低廉、便于现场快速测量等特点，可广泛应用于采矿浮选、石油开采、纺织印染、农药加工、感光胶片生产、油漆配方以及防水、洗涤、健康人体电解质测定等领域。 

附图说明

图1为本实用新型实施例的构造示意图。 

图2为本实用新型实施例的使用原理图。 

具体实施方式

为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。 

参考图1，一种液面高度差测量装置，包括支架平台1和连接在支架平台1上的U形管2，所述支架平台1两侧分别设有用以测量液面高度的液面标识板3，所述液面标识板3上分别连接有U形管2的一竖直段，所述U形管2的下部置于位于支架平台1上装满导热液的烧杯内4。 

上述U形管2包括两段不同管径的玻璃管和连接两玻璃管的橡胶管2-3。 

上述两段不同管径的玻璃管分别为普通玻璃管2-1和毛细玻璃管2-2。 

上述烧杯4的下部设有用以给烧杯供热的温控加热器5，所述烧杯4内设有连接于温控加热器5的测温计6。 

上述导热液为水。 

本实用新型的测量原理为：如图2所示，一U型玻璃管的两竖直管的内径分别为 、 ，将待测液体倒入此U型管内，当液体静止时，U型玻璃管内的凹形水面可近视地看成半径为、的半球面，根据弯曲液面下的拉普拉斯公式，得： 

式（1）和（2）中，P_A 、P_B 分别为液面A、B 点的压强，P_O为大气压强，θ为液体与玻璃管的接触角，α为液体的表面张力系数。可求得液面下C点处的压强P_C为：

             P_C= P_B+ρgh                 （3）

（3）中，ρ为液体的密度，g为当地的重力加速度，h为液体静止时两管内液面的高度差。根据流体静力学，当液体达到静止时，管内液面下C点与同水平面的A点压强相同，即：

P_C = P_A              （4）