液体表面张力系数测量用自动调平装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及液体表面张力验证实验器具，具体为一种液体表面张力系数测量 用自动调平装置。
【背景技术】
[0002] 在大学物理实验中，液体表面张力的测量为经典的验证性实验，深受老师和同学 们的喜欢。为了让学生学习测量表面张力的方法，更好地理解液体表面张力理论知识，大多 数高等理工科院校都开设了该口实验课。因此，对测量液体表面张力系数的方法和实验仪 器也就有多种多样，其中利用拉平法和拉脱法较为多见。在金属一液体表面张力系数测量 实验中，不论采用金属片，金属丝还是金属环，都存在一个棘手的实验要求，就是让金属部 件（如金属环）与待测液体表面尽可能的水平接触。由于现有技术和装置的局限性，金属 部件的水平调节一直W来都是一个难题，导致金属部件不能够完美的W水平姿态接触液体 表面，进而直接影响实验测量结果的误差。因此在该试验中，精确调节金属部件的水平成为 整个实验的关键。
【发明内容】
[0003] 本实用新型为解决目前液体表面张力验证实验中金属部件的水平不易调节的技 术问题，提供一种液体表面张力系数测量用自动调平装置。
[0004] 本实用新型是采用W下技术方案实现的；一种液体表面张力系数测量用自动调平 装置，包括水平圆吊环、自动水平仪和底部水槽；所述水平圆吊环的上端口周圈水平向外延 伸形成凸台；所述自动水平仪为环形槽结构，该环形槽中屯、上下贯通形成第一通孔且第一 通孔的下端口竖直向下延伸，延伸段下端口水平向内延伸形成对水平圆吊环的凸台进行限 位的限位台；所述底部水槽也呈环形槽结构且其中屯、上下贯通形成第二通孔；所述自动水 平仪悬浮于内部盛有液体且被悬挂的底部水槽之中，第一通孔穿过第二通孔且第一通孔的 下端低于第二通孔下端；所述水平圆吊环由上而下穿过第一通孔并通过凸台与限位台的配 合限位于第一通孔的下端口。
[0005] 本申请主要针对金属环拉脱法，设计出自动调平装置，主要解决液体表面张力测 试中，金属环下边缘圆环面与待测液体液面难W平行接触的技术问题。
[0006] 本装置包括=部分；水平圆吊环、自动水平仪和底部水槽。各部分均为轴对称部 件，剖面图如图1所示。
[0007] 本申请所述装置的工作原理如图2所示。底部水槽上部通过拉绳与拉力测量设备 的挂钩相连，并通过调节拉绳使水槽大致水平，水槽中注入适量蒸馈水。水平圆吊环通过凸 台与限位台的配合，被限位在自动水平仪下部，通过底部水槽的第二通孔，把固定好水平圆 吊环的自动水平仪置于底部水槽蒸馈水上，使其漂浮在蒸馈水水面上，并且不与底部水槽 内外壁接触，等待水槽中蒸馈水停止波动。由于自动水平仪是轴对称部件，其在浮力作用 下，底部水槽蒸馈水水平面应与自动水平仪下边缘及水平圆吊环下边缘圆环面平行。由此 可见，把待测液体放到另外一个表面皿中，置于水平圆吊环下方，那么待测液体的液面就显 然与水平圆吊环的下边缘圆环平面平行。
[0008]本实用新型采用底部水槽中的液体作为水平调节的载体，悬浮于其中的自动水平 仪在理论上能够非常精确的实现水平，位于自动水平仪第一通孔下端口的水平圆吊环能够 实现真正的水平，该样在实验时，水平圆吊环就能够W精准的水平姿态接触液体表面，确保 了实验的精确性。整个装置结构非常简单，操作调试也十分的简单方便，大大提高了实验效 率。
【附图说明】
[0009] 图1本实用新型所述装置各部件分离状态下的剖面结构示意图。
[0010] 图2本实用新型所述装置各部件组合在一起的剖面结构示意图。
[0011] 图3水平圆吊环的剖面结构示意图。
[0012] 图4自动水平仪的剖面结构示意图。
[0013] 图5底部水槽的剖面结构示意图。
[0014] 图6水平圆吊环的结构示意图。
[0015] 图7自动水平仪的结构示意图。
[0016] 图8底部水槽的结构不意图。
[0017] 图9本实用新型应用于实际液体表面张力测量时的受力分析。
[001引 1-水平圆吊环，2-自动水平仪，3-底部水槽，4-凸台，5-第一通孔，
[001引 6-限位台，7-第二通孔，8-拉绳，9-表面皿。
【具体实施方式】
[0020] 一种液体表面张力系数测量用自动调平装置，包括水平圆吊环1、自动水平仪2和 底部水槽3;所述水平圆吊环1的上端口周圈水平向外延伸形成凸台4;所述自动水平仪2 为环形槽结构，该环形槽中屯、上下贯通形成第一通孔5且第一通孔5的下端口竖直向下延 伸，延伸段下端口水平向内延伸形成对水平圆吊环1的凸台4进行限位的限位台6;所述底 部水槽3也呈环形槽结构且其中屯、上下贯通形成第二通孔7;所述自动水平仪2悬浮于内 部盛有液体且被悬挂的底部水槽3之中，第一通孔5穿过第二通孔7且第一通孔5的下端 低于第二通孔7下端；所述水平圆吊环1由上而下穿过第一通孔5并通过凸台4与限位台 6的配合限位于第一通孔5的下端口。
[0021] 自动水平仪2的环形槽内圈上端沿向环形槽中屯、水平延伸，延伸段再连接一个竖 直向下的中屯、管形成第一通孔5,W保证自动水平仪2能够悬浮于盛有液体的底部水槽3之 中。
[0022] 自动水平仪2和底部水槽都呈环形槽结构，
[0023]本实用新型在具体应用时的受力分析如附图9所示，
[0024]F=G+f(1)
[00 巧]G=G1+G2+G3+G4 (2)
[0026]F为测量值，G为总重力，f为表面张力，G1为底部水槽的重力，G2为底部水槽内蒸 馈水的重力，G3为自动水平仪的重力，G4为水平圆吊环（侣环）的重力。
[0027] 底部水槽内蒸馈水使其漂浮需要的浮力为
[0028]f浮=G3+G4+f
[0029]
(3)
[0030] %为底部水槽内蒸馈水产生的浮力，在20°C时，1个标准大气压下的P,k= IXl〇3Kg/m3,h为自动水平仪外槽没入水面的高度。
[0031]
[003引在20°C时，1个标准大气压下的聚己締牌）的密度P。=化91~0. 96)X10 3Kg/m3,重力加速度g= 9. 8m/s2。
[0033]
[0034] 在20°C时，1个标准大气压下的P馆二2. 7X103Kg/m3 [00巧]f=值4+D41)aJT (6)
[0036] 在20°C时，1个标准大气压下蒸馈水的表面张力系数a= 0. 〇7275N/m。
[0037] 表1计算参数及结果
[0038]
[0039] 由上表可得
当h取0. 030m时的计算值大于（G3+G4+f) 的值，由此可见，自动水平仪是可W漂浮在底部水槽的水面上的。
【主权项】
1. 一种液体表面张力系数测量用自动调平装置，其特征在于，包括水平圆吊环（I )、自 动水平仪（2)和底部水槽（3);所述水平圆吊环（1)的上端口周圈水平向外延伸形成凸台 (4);所述自动水平仪（2)为环形槽结构，该环形槽中心上下贯通形成第一通孔（5)且第一 通孔（5)的下端口竖直向下延伸，延伸段下端口水平向内延伸形成对水平圆吊环（1)的凸 台（4)进行限位的限位台（6);所述底部水槽（3)也呈环形槽结构且其中心上下贯通形成第 二通孔（7);所述自动水平仪（2)悬浮于内部盛有液体且被悬挂的底部水槽（3)之中，第一 通孔（5)穿过第二通孔（7)且第一通孔（5)的下端低于第二通孔（7)下端；所述水平圆吊环 (1)由上而下穿过第一通孔（5)并通过凸台（4)与限位台（6)的配合限位于第一通孔（5)的 下端口。2. 如权利要求1所述的液体表面张力系数测量用自动调平装置，其特征在于，自动水 平仪（2)的环形槽内圈上端沿向环形槽中心水平延伸，延伸段再连接一个竖直向下的中心 管形成第一通孔（5)，以保证自动水平仪（2)能够悬浮于盛有液体的底部水槽（3)之中。
【专利摘要】本实用新型涉及液体表面张力验证实验器具，具体为一种液体表面张力系数测量用自动调平装置。解决了目前液体表面张力验证实验中金属部件的水平不易调节的技术问题。一种液体表面张力系数测量用自动调平装置，包括水平圆吊环、自动水平仪和底部水槽；所述水平圆吊环的上端口周圈水平向外延伸形成凸台；所述自动水平仪悬浮于内部盛有液体且被悬挂的底部水槽之中；所述水平圆吊环由上而下穿过第一通孔并通过凸台与限位台的配合限位于第一通孔的下端口。本实用新型采用底部水槽中的液体作为水平调节的载体，悬浮于其中的自动水平仪在理论上能够非常精确的实现水平，水平圆吊环就能够以精准的水平姿态接触液体表面，确保了实验的精确性。
【IPC分类】G01N13/02
【公开号】CN204705563
【申请号】CN201520406284
【发明人】王志宏, 卢志耀, 安艳丽, 姜慧霞, 杨光晔, 白翠珍, 乔灵宝, 陈仁兵
【申请人】山西医科大学
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年6月13日