基于线阵ccd的液体粘滞系数测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及到液体粘滞系数测量技术领域，具体地说，是一种基于线阵CCD的 液体粘滞系数测量装置。
【背景技术】
[0002] 液体的粘滞系数又称为内摩擦系数或粘度，是描述液体内摩擦力性质的一个重要 物理量，定量描述流体流动性质的基础。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。1867年牛顿首次提出粘滞系数的定义即：单位流体表面所受到的阻 力是沿该面法线方向上的速度梯度的比值。液体粘滞系数在工业生产和学术研究上有着重 要的应用，小到学生实验大到学术研究都需要简单准确地测量出流体的粘滞系数，并尽量 减少测量误差。
[0003] 目前国内外的研究和新方法有很多，各位学者对其研究的文献也很多，但实验教 学中基本都用的传统的沉球法，其原理是利用小球在液体中的沉降速度与液体的粘滞系数 相关。要测量液体的粘滞系数需要知道小球下沉的速度，而速度的测量通常是通过小球下 降的位移和时间来得到。传统沉降法依赖于人眼读数得到小球通过的路程，同时需手动秒 表计时，会造成较大误差。所以若采用微处理器及线阵CCD可大大减小其误差，提高测量精 度。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种基于线阵CCD的液体粘滞系 数测量装置，提高液体粘滞提高液体粘滞的测量精度，缩短液体粘滞的测量时间的测量精 度，缩短液体粘滞系数的测量时间，且有利于缩小液粘滞系数装置的体积。
[0005] 为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
[0006] -种基于线阵CCD的液体粘滞系数测量装置，包括小球以及用于装设待测量液体 的样品管，其关键在于:还包括线光源、线阵CCD以及测控模块，所述线光源与线阵CCD分别 位于所述样品管的两侧，所述测控模块包括微处理器控制单元以及连接在该微处理器控制 单元上的线光源控制单元、线阵(XD控制单元、IXD显示单元、按钮输入单元、串行通讯单元、 温度测量单元，其中所述线光源控制单元与所述线光源电连接，所述线阵CCD控制单元与所 述线阵C⑶电连接。
[0007] 微处理器控制单元主要实现线光源的光强控制和从线阵CCD读取数据，并根据相 应的数据计算出小球的速度，再根据输入的如小球半径、密度等信息，最后计算出液体的粘 滞系数，显示在LCD屏上或通过串口传送到电脑;线光源控制单元主要采用恒流的方式实现 线光源的亮度控制，在微处理器的控制下发出所需强度的光;线阵CCD控制单元主要从线阵 CCD中读取信息，实现对小球位置及下落时间的测量;LCD显示单元主要由液晶显示屏及外 围电路构成，在微处理器的控制下显示各种信息；按钮输入单元主要实现各种相关信息及 操作的输入；串行通讯单元主要实现与外部设备的通讯，实现与外部设备进行数据互通;温 度测量单元主要实现对温度的测量，由高精度模拟温度传感器构成。
[0008]本实用新型的工作原理为:线光源发出的光通过玻璃圆筒后照射到线阵CCD上，当 小球通过中间时，线光源发出的光将被小球遮挡，通过线阵CCD可以准确地检测到小球在不 同时刻的位置，并根据已知线阵CCD的像数大小，可得到小球通过不同距离的时间，这样便 可获得小球的运动速度。因此，可以在一次小球下落过程中可得到多个一定距离内的时间 或一定时间间隔内小球的下落位移，这样在一次下落过程可实现多次测量，从而有利于提 高测量精度，缩短检测时间。
[0009] 进一步的，所述线阵CCD控制单元、IXD显示单元、按钮输入单元、串行通讯单元与 微处理器控制单元均直接连接，所述微处理器控制单元的信号输出端通过D/A转换单元与 线光源控制单元的信号接收端连接，该线光源控制单元的信号发射端通过A/D转换单元与 所述微处理器控制单元的输入端连接，所述温度测量单元也通过所述A/D转换单元与所述 微处理器控制单元连接。
[0010] 进一步的，所述微处理器控制单元由微处理器STM32F103RC和相应的外围元件构 成。
[0011] 进一步的，所述线阵C⑶与所述线阵(XD控制单元采用T⑶1706D图像传感器。
[0012] 进一步的，所述温度测量单元采用LMT70模拟输出高精度温度传感器。
[0013] 进一步的，所述微处理器控制单元、线光源控制单元、线阵CCD控制单元、LCD显示 单元、按钮输入单元、串行通讯单元、温度测量单元均由供电单元统一供电。
[0014] 供电单元主要将输入电压转换为微处理器等各单元所需工作电压，并输送给各单 元，从而便于对各单元进行统一管理。
[0015] 本实用新型的显著效果是：
[0016] 1、采用线阵CCD光电传感器和微处理器测量小球的沉降位置和时间，能有效地减 小由于人为因素如人眼判断是否到位及用秒表计时等造成的误差，从而能有效地提高了液 体粘滞系数的测量精度；
[0017] 2、采用线阵CCD测量位置及距离，能实现小球一次下落能获得多组数据，即单次下 落就能实现多次测量，进而能达到有效地提高了测量精度和缩短了测量时间。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型的结构不意图；
[0019] 图2是所述测控模块的电路框图。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】以及工作原理作进一步详细说明。
[0021] 如图1与图2所示，一种基于线阵CCD的液体粘滞系数测量装置，包括小球1以及用 于装设待测量液体的样品管2,还包括线光源3、线阵CCD4以及测控模块5,所述线光源3与线 阵CCD4分别位于所述样品管2的两侧，所述测控模块5包括微处理器控制单元以及连接在该 微处理器控制单元上的线光源控制单元、线阵CCD控制单元、IXD显示单元、按钮输入单元、 串行通讯单元、温度测量单元，其中所述线光源控制单元与所述线光源3电连接，所述线阵 CCD控制单元与所述线阵CCD4电连接，所述微处理器控制单元、线光源控制单元、线阵CCD控 制单元、IXD显示单元、按钮输入单元、串行通讯单元、温度测量单元均由供电单元统一供 电。
[0022] 如图2所示，所述线阵C⑶控制单元、IXD显示单元、按钮输入单元、串行通讯单元与 微处理器控制单元均直接连接，所述微处理