[发明专利]一种管夹光电门测定液体粘滞系数实验仪

说明书

本发明涉及一种管夹光电门测定液体粘滞系数实验仪，包括钢珠、量筒、量筒盖、至少两个管夹光电门；量筒两侧相对设置两个凹槽，凹槽内设置至少两对锥槽；管夹光电门包括两个夹臂、激光发射器、激光出射头、激光接收器、激光接收头、调节螺丝和固定装置；两个夹臂自由端分别可活动设置激光出射头和激光接收头，激光出射头和激光接收头均为圆锥台形，其形状与所述锥槽匹配。该测定仪避免了激光多次折射后还需再次调整接受器位置的繁琐操作，激光出射头和激光接收头插入锥槽即实现自动定位，提高了测量精度和效率。

技术领域

本发明涉及液体粘滞系数测量技术领域，也属于实验仪器领域，具体涉及一种管夹光电门测定液体粘滞系数实验仪装置。

背景技术

液体粘度就是液体粘滞性大小的量度，是描述液体内摩擦性质的一个重要物理量，与液体的性质、温度和流速(非牛顿液体)有关。它表征液体反抗形变的能力，只有在液体内存在相对运动时才表现出来。工农业生产和科学研究中，常需要了解液体粘度。液体粘度常用于各种润滑油的质量鉴别和用途确定，及判断各种燃料用油的燃烧性能及用途，同时在材料科学中占据重要地位。斯托克斯法是测定液体粘滞系数的基本方法，大学物理实验教学经常采用落球法进行测量。

如杨洋，富德兰等的“TYDG-Ⅰ多光电门可调温式液体粘滞系数测试仪”的论文文献，公开了一种落球法粘滞系数测定仪，提供了一种使用激光发射器与接收器组成的光电传感器测量钢珠下落时间的测量装置，比秒表手工计时精确度高。目前此实验仪器普遍存在着以下问题：

1)激光发射器与激光接收器均要靠顶丝固定在圆柱形支杆儿上，不稳固，易松动；且两者难以做到相对180°水平安置。

2)上下两组激光束必须在同一个竖直平面内，下落的钢珠才能依次遮挡两束激光，测出下落时间，上述过程，调节步骤多，耗时耗力。

3)两对激光光电门均设置在量筒的外部，无法保证垂直入射，激光由空气穿过盛有液体的玻璃量筒再射出，发生了4次折射现象，不再是直线传播；此时，需要再次调整两个接收器的位置，直到均接收到信号为止；且两个激光束必须在同一个竖直平面上，实验时反复多次调整激光器与接收器位置，耗时耗力,甚至2-3两个小时都调整不到位，无法按时完成实验测量，最终同学只能用秒表手动计时，造成实验结果误差大。

4)传统仪器是在仪器横梁中间放重锤，重锤尖儿的位置作为量筒中心点，此种定位难以准确无误地将量筒放置在横梁中导管的正下方，投掷的钢珠无法沿量筒中心轴下落。钢珠不能从中心轴线下落，恰恰是实验误差的一个来源。

基于上述原因设计一种管夹光电门测定液体粘滞系数实验仪。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明是提供了一种管夹光电门测定液体粘滞系数实验仪，其特征在于，包括钢珠、量筒、量筒盖、至少两个管夹光电门；所述量筒两侧相对设置两个凹槽，所述凹槽内设置至少两对锥槽，所述两个凹槽内锥槽相对设置，锥槽的中心线重合且穿过所述量筒中心线；

所述管夹光电门包括两个夹臂、激光发射器、激光出射头、激光接收器、激光接收头、调节螺丝和固定装置；所述两个夹臂一端相互铰接，另一端可由调节螺丝调节两夹臂张开的角度；所述两个夹臂自由端分别可活动设置激光出射头和激光接收头，所述激光出射头和激光接收头均为圆锥台形，其形状与所述锥槽匹配，所述激光出射头和激光接收头的直径较大的底面分别光学连接所述激光发射器和激光接收器；所述固定装置用于固定所述管夹光电门与所述量筒的相对位置。

作为优选的技术方案，还包括竖直杆、底座；所述竖直杆和所述量筒均设置在底座上，所述管夹光电门能够固定在竖直杆上，固定位置可调。

作为优选的技术方案，还包括底脚螺丝、水平仪；所述水平仪设置在底座上，设置在底座的多个所述底脚螺丝用于将底座调节至水平。

作为优选的技术方案，所述管夹光电门还包括顶丝、C型管套、信号线，所述顶丝和C型管套相互配合将所述管夹光电门固定在所述竖直杆。