超声波辅助提高液体表面张力系数测量精度的方法及装置

本发明涉及液体表面张力测量，具体为超声波辅助提高液体表面张力系数测量精度的方法及装置。

背景技术：

1、液体表面张力系数测量是指通过实验手段来测定液体表面张力的大小，并以一个系数来表示，表面张力是液体表面层由于分子间的相互吸引而产生的力，它使得液体表面有收缩的趋势，测量液体表面张力系数有助于我们了解液体的物理性质，对化学、物理和材料科学等领域的研究和实际应用具有重要意义；

2、公开号为cn203941081 u的中国专利公开了一种测量不同温度下液体表面张力系数的实验装置，包括底座，底座上设置支架，上面安装力敏传感器，与吊环相连，实验时设定待测液体的温度，可以测量不同温度下液体表面张力系数，通过超声波电机带动盛待测液体的容器升降，通过测量控制器自动记录并显示所测的表面张力，操作过程简单方便。

3、上述专利的液体表面张力系数的实验装置在测量的过程中，单纯的对玻璃圆筒内的液体进行加热并实现不同温度的检测，但是不能对检测用的吊环进行支撑，使得吊环不能保持水平状态接触玻璃圆筒内的液体，造成整个检测过程中检测的精准度降低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供超声波辅助提高液体表面张力系数测量精度的方法及装置，通过第二金属连接绳对应的第一超声波电机启动并带动调整滚轮旋转，调整滚轮的旋转可通过第二金属连接绳拉扯下端悬挂的吊环，直接调整吊环的水平状态，解决了上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：超声波辅助提高液体表面张力系数测量精度的方法，包括如下步骤：

3、步骤一、水平仪检测底座以及外壳的水平状态；

4、步骤二、第一螺纹杆的旋转、第一连接轴的限制以及第一伸缩板在外壳内部的滑动可调整外壳的倾斜角度，使得外壳以及上端的结构以第一连接轴为圆心旋转；

5、步骤三、将待检测液体倾倒至圆筒内部，将吊环通过通孔悬挂在第二金属连接绳下端的抓钩外部的上端；

6、步骤四、第二超声波电机的输出轴可带动第二螺纹杆顺时针旋转，第二螺纹杆的旋转经过限制环的限制后可带动传动环纵向向上移动；

7、步骤五、圆筒纵向移动的过程中会使得吊环接触连接片上端的按压传感器，四个按压轮没有同时感受到压力后通过第二螺纹杆逆时针旋转并使得圆筒复位，圆筒复位的过程中通过第一超声波电机的输出可带动调整滚轮旋转；

8、步骤六、调整吊环的水平状态，调整水平状态后再次重复步骤四推动圆筒并由按压传感器再次检测；

9、步骤七、四个传感器同时感受到压力后可使得伸缩杆伸缩并露出圆筒外部的上端，使得吊环的下端嵌入圆筒内部的液体，第二超声波电机的逆时针旋转可使得圆筒复位并且由吊环拉起一层水膜，随着持续的拉扯会产生破裂，拉起水膜并破裂前的一瞬间的力以及拉起水膜并破裂后的力均由力敏传感器检测并记录，分别为u1和u2；

10、步骤八、测量悬挂圆筒的内径以及外径，分别记录为d1和d2，测量力敏传感器的力敏传感器灵敏度k，带入公式并最后计算出液体表面张力系数σ。

11、优选的，包括底座，所述底座的上端设置有用于测量液体张力的吊环，所述吊环的上端设置有用于连接的连接环，所述连接环上端的圆心位置设置有用于检测表面张力的力敏传感器，所述力敏传感器的一侧设置有用于输出显示的显示屏，所述显示屏的内部内置有水平调整系统，所述连接环的内部朝向吊环的一面环绕设置有四个第二金属连接绳。

12、优选的，所述第二金属连接绳外部的两侧均设置有调整滚轮，其中一个所述调整滚轮圆心位置的一端设置有第一超声波电机。

13、优选的，所述吊环的内部环绕设置有四个通孔，所述通孔的内部横向贯穿设置有抓钩，所述抓钩的一端与对应的所述第二金属连接绳的下端之间通过第三连接轴转动连接。

14、优选的，所述外壳内部的中间设置有用于输出的第二超声波电机，所述第二超声波电机的输出轴位置焊接设置有第二螺纹杆，所述第二螺纹杆外部的一侧设置有传动环，且传动环的内部与第二螺纹杆的外部螺纹配合，所述传动环的上端设置有用于盛放的圆筒，且圆筒的下端与传动环的一侧通过螺栓固定连接。

15、优选的，所述圆筒外部上端的四角位置均设置有限制吊环下落的连接片，所述连接片的上端靠近圆筒的圆心位置设置有按压传感器，所述圆筒上移的过程可带动按压传感器接触悬挂的吊环，通过按压传感器对吊环的水平状态进行检测，所述连接片与圆筒之间设置有用于传动和调整位置的伸缩杆。

16、优选的，所述圆筒内部下端圆心位置的一侧设置有排料口，所述排料口外部的下端设置有可旋转的密封塞，所述密封塞的外部与排料口的内部螺纹配合，所述排料口外部的上端设置有排料弧。

17、优选的，所述外壳的一侧设置有可活动的第一伸缩板，且第一伸缩板的外部与外壳的一侧滑动卡槽连接，所述第一伸缩板的一侧设置有用于传动的第二伸缩板，所述第二伸缩板的内部贯穿设置有第一螺纹杆，且第一螺纹杆的外部与第二伸缩板的内部螺纹配合，所述第一伸缩板与第二伸缩板之间按通过第二连接轴转动连接。

18、优选的，所述水平调整系统包括：

19、压力传感汇总模块，用于：

20、对四个按压传感器受到按压的时间进行检测，检测四个按压传感器是否是同时被按压；

21、复位调整模块，用于：

22、给予第二超声波电机一个逆时针旋转的信号，通过第二超声波电机的逆时针旋转可使得圆筒复位；

23、倾斜调整方案计算模块，用于：

24、对四个按压传感器的依次按压顺序了解到吊环的倾斜状态，并计算对应的第一超声波电机所需启动的需求；

25、水平位置调整模块，用于：

26、针对倾斜调整方案计算模块的计算结果给予对应的第一超声波电机一个启动信号，使得第一超声波电机带动调整滚轮旋转并调整吊环的水平状态；

27、展开模块，用于：

28、压力传感汇总模块的检测并视为吊环为水平状态后，给予伸缩杆一个伸缩信号，使得伸缩杆带动连接片向圆筒周围移动。

29、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

30、1、本发明通过两个调整滚轮对第二金属连接绳进行夹持可同时固定下端的抓钩，使得按压传感器检测到吊环有倾斜时，通过独立的第二金属连接绳由调整滚轮旋转即可实现下端吊环的倾斜调整，主动调整悬挂后的吊环，使得吊环得以水平的接触圆筒内部的液体，提高检测的精准度以及检测的效果，避免倾斜的吊环的下端逐步接触圆筒内部的液体，再逐步的拉扯液体形成一层倾斜的水膜，避免由此造成液体表面张力系数测量精准度降低。

31、2、本发明圆筒内部下端的一侧设置有用于排液的排料口，排料口外部的下端设置有用于填充的密封塞，密封塞的旋转可密封排料口也可使得液体直接从排料口内排出，便于对圆筒的内部位置进行清理，清理圆筒内壁可应对设备对不同的液体进行表面张力的检测，另一方面，所述排料口外部的上端设置有凹陷和倾斜的排料弧，通过排料弧的倾斜弧度可使得所有液体均在排出的过程中朝向排料口流动，给予液体一个导流的轨迹，进一步便于使用者对设备整体以及圆筒的内部结构进行清洗。