一种振动法测量液体粘滞系数的装置

1.本实用新型涉及液体粘滞系数测量技术领域，具体涉及一种振动法测量液体粘滞系数的装置。


背景技术：

2.液体粘滞系数也称为内摩擦系数或粘度系数，是描述液体内摩擦性质的一个重要物理量，是表征液体反抗形变压力的重要参数。测量液体的粘滞系数在化学、医学、水利工程、材料科学、及机械工业等方面都有着重要的应用意义。
3.目前，对于液体粘滞系数的测量方法有多种，比如毛细管法、转筒法、落球法等。其中落球法利用小球在液体中下落时的受力关系测量液体的粘滞系数，该方法原理直观、现象明显、具有较强的可操作性。在对金属小球在待测液体下落过程进行计时时，比较精确的计时方法为采用光电门来计时。
4.然而，落球法测量液体粘滞系数也存在一些不足。比如，必须要求小球下落轨迹经过光电门发射的光路，以确保光电门能进行计时；再比如，测量中涉及的直接测量量比较多，给测量数据的分析造成了一定的困难，造成测量结果的不准确；特别的，采用光电门方法进行计时，必须要求待测液体为透明液体，因此光电门计时不能测量不透明及颜色较深的液体。


技术实现要素：

5.解决的技术问题
6.本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种振动法测量液体粘滞系数的装置，该装置采用弹簧振子在待测液体中衰减振动的方法，利用磁力计测量衰减振动的周期，与没有受到液体粘滞力时的周期进行对比，从而测量得到待测液体的粘滞系数。
7.技术方案
8.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种振动法测量液体粘滞系数的装置，其特征在于：包括底座、支撑杆、横杆、量筒、待测液体、弹簧、永磁铁小球、磁力计；
9.所述底座、支撑杆、横杆依次连接，构成本测量装置的支架；
10.所述量筒置于所述底座之上，用来盛放所述待测液体；
11.所述弹簧上端与所述横杆固定连接，所述弹簧下端与所述永磁铁小球固定连接；
12.所述永磁铁小球n、s磁极竖直放置，磁极方向与所述弹簧振动方向一致；
13.所述磁力计可设置在所述底座中，需位于所述永磁铁小球的正下方，用来测量所述弹簧振子振动时形成的磁场强度随时间变化曲线。
14.一种振动法测量液体粘滞系数的装置的操作步骤如下：
15.a、安装好测量液体粘滞系数的装置，但不加入所述待测液体(即此时量筒内为空
气)，所述弹簧的长度设置为：在永磁铁小球静止时，处于所述待测液体液位的中间处；
16.b、在所述弹簧的竖直方向施加一拉力后释放，使所述弹簧作简谐振动；
17.c、由所述磁力计测量得到此时的振动周期t0；
18.d、在所述量筒内加入所述待测液体，重复b步骤；
19.e、重复c步骤得到如图2所示的衰减振动的周期t1；
20.e、将上述测量量代入到公式即可计算出所述待测液体的粘滞系数η，其中m、r分别为所述永磁铁小球的质量、直径。
21.有益效果
22.本实用新型提供了一种振动法测量液体粘滞系数的装置，具备以下有益效果：
23.(1)无需进行光电门的校准操作，操作简单，测量成功率高；
24.(2)测量中涉及的直接测量量少，测量简单，可提高测量结果的准确性；
25.(3)适用于不透明液体粘滞系数的测量。
附图说明
26.图1为本实用新型振动法测量液体粘滞系数的装置图。
27.图2为在实施步骤e时、在图1磁力计8中得到的磁场强度b随时间的变化曲线，图2中两个相邻的峰值之间对应的时间即为振动周期t1。
28.图中，1、底座；2、支撑杆；3、横杆；4、量筒；5、待测液体；6、弹簧；7、永磁铁小球；8、磁力计。
具体实施方式
29.以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
30.如图1和图2所示，一种振动法测量液体粘滞系数的装置，其特征在于：包括底座1、支撑杆2、横杆3、量筒4、待测液体5、弹簧6、永磁铁小球7、磁力计8；
31.底座1、支撑杆2、横杆3依次连接，构成本测量装置的支架；
32.量筒4置于底座1之上，用来盛放待测液体5；
33.弹簧6上端与横杆3固定连接，弹簧6下端与永磁铁小球7固定连接；
34.永磁铁小球7的n、s磁极竖直放置，磁极方向与弹簧6振动方向一致；
35.磁力计8可设置在底座1中，需位于永磁铁小球7的正下方，用来测量弹簧振子振动时形成的磁场强度随时间变化曲线。
36.一种振动法测量液体粘滞系数的装置的操作步骤如下：
37.a、按图1所示安装好测量液体粘滞系数的装置，但不加入待测液体5(即此时量筒4内为空气)，弹簧6的长度设置为：在永磁铁小球7静止时，处于待测液体5液位的中间处；
38.b、在弹簧6的竖直方向施加一拉力后释放，使弹簧6作简谐振动；
39.c、由磁力计8测量得到此时的振动周期t0；
40.d、在量筒4内加入待测液体5，重复b步骤；
41.e、重复c步骤得到如图2所示的衰减振动的周期t1；
42.e、将上述测量量代入到公式即可计算出待测液体5的粘滞系数η，其中m、r分别为永磁铁小球7的质量、直径。
43.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。


技术特征：
1.一种振动法测量液体粘滞系数的装置，其特征在于：底座(1)、支撑杆(2)、横杆(3)、量筒(4)、待测液体(5)、弹簧(6)、永磁铁小球(7)、磁力计(8)；所述底座(1)、支撑杆(2)、横杆(3)依次连接，构成本测量装置的支架；所述量筒(4)置于所述底座(1)之上，用来盛放所述待测液体(5)；所述弹簧(6)上端与所述横杆(3)固定连接，所述弹簧(6)下端与所述永磁铁小球(7)固定连接；所述永磁铁小球(7)的n、s磁极竖直放置，磁极方向与所述弹簧(6)振动方向一致；所述磁力计(8)可设置在所述底座中，需位于所述永磁铁小球(7)的正下方，用来测量所述弹簧(6)振子振动时形成的磁场强度随时间变化曲线。

技术总结
一种振动法测量液体粘滞系数的装置，涉及液体粘滞系数测量技术领域，该装置由底座、支撑杆、横杆、量筒、待测液体、弹簧、永磁铁小球、磁力计组成。采用弹簧振子在待测液体中作衰减振动，利用磁力计测量衰减振动的周期，并与没有受到液体粘滞力时的振动周期进行对比，从而测量得到待测液体的粘滞系数。本实用新型提供的装置具有操作简单、可测量不透明液体粘滞系数等优点。数等优点。数等优点。


技术研发人员：王可畏 杨力睿 梅贤臣 黄凯宇 胡正龙
受保护的技术使用者：湖北科技学院
技术研发日：2021.07.15
技术公布日：2022/1/18