液体表面张力系数测量用力敏传感器调节机构及测量装置的制作方法

1.本实用新型涉及表面张力测量技术领域，尤其涉及液体表面张力系数测量用力敏传感器调节机构及测量装置。


背景技术：

2.表面张力系数σ是在温度t和压力p不变的情况下吉布斯自由能g对面积s的偏导数：其中，吉布斯自由能的单位是能量单位，因此表面张力系数的单位是能量/面积。促使液体表面收缩的力叫做表面张力。即液体表面相邻两部分之间，单位长度内互相牵引的力。如液面被长度为l的直线分成两部分，这两部分之间的相互拉力f是垂直于直线l，并与表面相切。
3.目前通常使用拉脱法测量液体的表面张力系数。方法如下，如图1所示，（1）将吊环（序号2）挂在力敏传感器（序号5）的小钩上，调节升降平台，将盛水器皿（序号1）中的液体升至靠近吊环的下沿，观察吊环下沿与待测液面是否平行，如果不平行，将吊环取下后，调节吊环上的细丝，使吊环与待测液面平行；
4.（2）调节升降平台，使盛水器皿渐渐上升，将吊环的下沿部分全部浸没于待测液体，然后反向调节升降平台，使液面逐渐下降，这时，吊环和液面间形成一环形液膜，继续下降液面，测出环形液膜即将拉断前一瞬间数字电压表最大读数值u1和液膜拉断稳定后的数字电压表读数值u2，根据u1、u2求出表面张力系数。
5.然而，现有液体表面张力系数测量装置的力敏传感器高度不可调节，不便于实验操作；此外现有液体表面张力系数测量装置的力敏传感器不可调水平，使得测量误差较大。


技术实现要素：

6.本技术旨在提供液体表面张力系数测量用力敏传感器调节机构，其首要解决力敏传感器高度调节的问题，其次再解决力敏传感器不可调水平的问题。
7.本技术通过下述技术方案实现：
8.液体表面张力系数测量用力敏传感器调节机构，包括升降机构，升降机构包括立柱、与立柱竖直滑动配合的滑动件，以及用于使滑动件沿立柱上下移动的调节丝杆；
9.滑动件包括与调节丝杆螺纹配合的螺母、与螺母连接的滑杆；
10.立柱内有空腔，立柱的表面有与空腔贯通的竖直滑槽，所述螺母装于空腔中，滑杆与竖直滑槽滑动配合，滑杆一端与立柱内的螺母连接。
11.进一步的，液体表面张力系数测量用力敏传感器调节机构还包括竖直设置的下俯调节杆和上仰调节杆，下俯调节杆和上仰调节杆的下端均穿过立柱顶部的通孔而伸进立柱的空腔内；
12.所述螺母有用于接收滑杆一端的滑杆接收腔，滑杆的一端穿过竖直滑槽后伸进滑杆接收腔中；
13.滑杆伸进滑杆接收腔中的一端与螺母之间有一活动支点，使得滑杆与螺母形成一
杠杆结构；
14.螺母顶面有贯通滑杆接收腔的两个孔洞，两个孔洞分别位于所述活动支点的左右侧，所述下俯调节杆和上仰调节杆的下端分别穿过其中一个孔洞后顶在滑杆上。
15.进一步的，在滑杆接收腔底部有一弧形凸起，在滑杆伸进滑杆接收腔中的一端的下表面有与弧形凸起适配的弧形凹槽，弧形凸起置于弧形凹槽中，弧形凸起与弧形凹槽构成所述滑杆的活动支点。
16.或者，在滑杆接收腔底部有一弧形凹槽，在滑杆伸进滑杆接收腔中的一端的下表面有与弧形凹槽适配的弧形凸起，弧形凸起置于弧形凹槽中，弧形凸起与弧形凹槽构成所述滑杆的活动支点。
17.或者，滑杆伸进滑杆接收腔中的一端通过水平销轴与螺母转动连接，该转动连接处构成滑杆的活动支点。
18.液体表面张力系数测量装置，包括吊环、力敏传感器和上述液体表面张力系数测量用力敏传感器调节机构，所述力敏传感器与滑杆连接，吊环挂在力敏传感器上。
19.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
20.1，将力敏传感器装于升降机构上，便于调节吊环的高度，利于实验操作；
21.2，本实用新型的力敏传感器可更换，可避免将整个装置进行更换，能降低维修成本；
22.3，本实用新型还为力敏传感器配置了俯仰调节机构，可调节力敏传感器的水平度，利于提高实验的准确性。
附图说明
23.此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施方式的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本实用新型实施方式的限定。
24.图1是现有技术的示意图；
25.图2是实施例一中升降机构的示意图；
26.图3是实施例二中升降机构的右剖视图；
27.图4是实施例二中升降机构的左剖视图；
28.图5是第一种杠杆结构的示意图；
29.图6是第二种杠杆结构的示意图；
30.图7是第三种杠杆结构的示意图；
31.图8是液体表面张力系数测量装置的结构示意图。
具体实施方式
32.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
33.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型
中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
34.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
35.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
36.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
37.实施例1
38.为实现吊环2高度的调节，本实施例的液体表面张力系数测量用力敏传感器调节机构包括升降机构7。具体如图2所示，本实施例公开的升降机构7包括立柱71、与立柱71竖直滑动配合的滑动件，以及用于使滑动件沿立柱71上下移动的调节丝杆73。
39.立柱71内有空腔，调节丝杆73竖直伸进立柱71的空腔中，调节丝杆73与立柱71转动连接，调节丝杆73顶部连接有高度调节旋钮75，高度调节旋钮75位于立柱71外部。
40.滑动件包括与调节丝杆73螺纹配合的螺母74、与螺母74连接的滑杆72。
41.立柱71的表面有与空腔贯通的竖直滑槽76，所述螺母74装于立柱71的空腔中并与调节丝杆73螺纹连接。滑杆72与竖直滑槽76滑动配合，滑杆72一端与立柱71内的螺母74连接，滑杆72另一端与立柱71外部的力敏传感器5连接。
42.力敏传感器5高度调节的原理：正向或反向旋转高度调节旋钮75，带动调节丝杆73旋转，因调节丝杆73与螺母74螺纹配合，所以螺母74有旋转的趋势，但因竖直滑槽76、滑杆72的直线滑动配合，使得螺母74无法旋转，只能进行上下移动，螺母74的上下移动，可带动滑杆72、力敏传感器5上下移动。
43.实施例2
44.当力敏传感器5损坏后，为避免整套装置的更换，本实施例中力敏传感器5可单独更换。为使实验结果更加准确，每次更换力敏传感器5后，需要重新调节力敏传感器5的水平度。
45.为实现力敏传感器5的水平度调节，本实施例的液体表面张力系数测量用力敏传感器调节机构还包括俯仰调节机构。
46.如图3、图4所示，俯仰调节机构包括竖直设置的下俯调节杆781和上仰调节杆782。下俯调节杆781和上仰调节杆782的下端均穿过立柱71顶部的通孔而伸进立柱71的空腔内。
47.螺母74有用于接收滑杆72一端的滑杆接收腔741，滑杆接收腔741正对竖直滑槽76的一侧贯穿螺母74的外表面。
48.滑杆72的一端先穿过竖直滑槽76然后伸进滑杆接收腔741中。滑杆72伸进滑杆接收腔741中的一端与螺母74之间有一活动支点，使得滑杆72与螺母74形成一杠杆结构。由于
滑杆接收腔741的限制，滑杆72只可围绕该活动支点在竖直面进行小弧度的转动，这个小弧度的转动能够满足力敏传感器5对于俯仰角度的调节。
49.螺母74顶面有贯通滑杆接收腔741的两个孔洞，两个孔洞分别位于活动支点的左右侧，下俯调节杆781和上仰调节杆782的下端分别穿过其中一个孔洞后顶在滑杆72上。
50.下俯调节杆781和上仰调节杆782均与立柱71的通孔螺纹连接，和/或下俯调节杆781和上仰调节杆782均与螺母74的孔洞螺纹连接。
51.通过调节下俯调节杆781和上仰调节杆782下端的高度差可调节滑杆72的俯仰，继而调节力敏传感器5的水平度。要实现滑杆72与螺母74构成杠杆结构，有至少三种方式：
52.第一种，如图5所示，在滑杆接收腔741底部有一弧形凸起79，在滑杆72伸进滑杆接收腔741中的一端的下表面有与弧形凸起79适配的弧形凹槽791，弧形凸起79置于弧形凹槽791中。弧形凸起79与弧形凹槽791构成滑杆72的活动支点。弧形凸起79的高度应大于弧形凹槽791的深度。
53.第二种，如图6所示，在滑杆接收腔741底部有一弧形凹槽791，在滑杆72伸进滑杆接收腔741中的一端的下表面有与弧形凹槽791适配的弧形凸起79，弧形凸起79置于弧形凹槽791中。弧形凸起79与弧形凹槽791构成滑杆72的活动支点。弧形凸起79的高度应大于弧形凹槽791的深度。
54.第三种，如图7所示，滑杆72伸进滑杆接收腔741中的一端通过水平销轴792与螺母74转动连接。
55.为方便拧动下俯调节杆781和上仰调节杆782，下俯调节杆781和上仰调节杆782顶部均设有手柄82。
56.本实施例中的力敏传感器5可更换，力敏传感器5的更换可通过将力敏传感器5与滑杆72拆开来实现，也可通过将滑杆72与螺母74拆开来实现。
57.以将滑杆72与螺母74拆开为例，对于如图5的第一种结构以及如图6所示的第二种结构，拧动下俯调节杆781和上仰调节杆782使其退出滑杆接收腔741；然后上移滑杆72，使弧形凸起79从弧形凹槽791中退出即可向外抽出滑杆72。
58.对于如图7所示的第三种结构，将水平销轴792从滑杆72的销孔中取出即可抽出滑杆72。
59.如图8所示，本实施例公开的液体表面张力系数测量装置，包括盛水器皿1、吊环2、机箱6、力敏传感器5、电压采集系统和上述液体表面张力系数测量用力敏传感器调节机构。力敏传感器与电压采集系统连接。
60.盛水器皿1置于机箱6顶部，立柱71底部与机箱6顶面连接，吊环2挂在力敏传感器5上且位于盛水器皿1上方。
61.机箱6正面的触摸显示屏，机箱6左右两侧均有散热口68，机箱6背面有开关、程序升级接口、力敏传感器接口等。
62.本实施例的液体表面张力系数测量装置的使用方法：
63.1，如图8所示，在力敏传感器5顶面放置一水平仪8，调节俯仰调节机构使力敏传感器5的水平度满足实验要求；
64.2，将吊环2挂在力敏传感器5的小钩上，调节高度调节旋钮75使吊环2降到机箱6内的盛水器皿1内；然后进行后续实验操作即可。
65.以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。