基于線陣ccd的液體粘滯系數測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及到液體粘滯系數測量技術領域，具體地說，是一種基于線陣CCD的 液體粘滯系數測量裝置。
【背景技術】
[0002] 液體的粘滯系數又稱為內摩擦系數或粘度，是描述液體內摩擦力性質的一個重要 物理量，定量描述流體流動性質的基礎。它表征液體反抗形變的能力，只有在液體內存在相 對運動時才表現出來。1867年牛頓首次提出粘滯系數的定義即：單位流體表面所受到的阻 力是沿該面法線方向上的速度梯度的比值。液體粘滯系數在工業生產和學術研究上有著重 要的應用，小到學生實驗大到學術研究都需要簡單準確地測量出流體的粘滯系數，并盡量 減少測量誤差。
[0003] 目前國內外的研究和新方法有很多，各位學者對其研究的文獻也很多，但實驗教 學中基本都用的傳統的沉球法，其原理是利用小球在液體中的沉降速度與液體的粘滯系數 相關。要測量液體的粘滯系數需要知道小球下沉的速度，而速度的測量通常是通過小球下 降的位移和時間來得到。傳統沉降法依賴于人眼讀數得到小球通過的路程，同時需手動秒 表計時，會造成較大誤差。所以若采用微處理器及線陣CCD可大大減小其誤差，提高測量精 度。

【發明內容】

[0004] 針對現有技術的不足，本實用新型的目的是提供一種基于線陣CCD的液體粘滯系 數測量裝置，提高液體粘滯提高液體粘滯的測量精度，縮短液體粘滯的測量時間的測量精 度，縮短液體粘滯系數的測量時間，且有利于縮小液粘滯系數裝置的體積。
[0005] 為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：
[0006] -種基于線陣CCD的液體粘滯系數測量裝置，包括小球以及用于裝設待測量液體 的樣品管，其關鍵在于:還包括線光源、線陣CCD以及測控模塊，所述線光源與線陣CCD分別 位于所述樣品管的兩側，所述測控模塊包括微處理器控制單元以及連接在該微處理器控制 單元上的線光源控制單元、線陣(XD控制單元、IXD顯示單元、按鈕輸入單元、串行通訊單元、 溫度測量單元，其中所述線光源控制單元與所述線光源電連接，所述線陣CCD控制單元與所 述線陣C⑶電連接。
[0007] 微處理器控制單元主要實現線光源的光強控制和從線陣CCD讀取數據，并根據相 應的數據計算出小球的速度，再根據輸入的如小球半徑、密度等信息，最后計算出液體的粘 滯系數，顯示在LCD屏上或通過串口傳送到電腦;線光源控制單元主要采用恒流的方式實現 線光源的亮度控制，在微處理器的控制下發出所需強度的光;線陣CCD控制單元主要從線陣 CCD中讀取信息，實現對小球位置及下落時間的測量;LCD顯示單元主要由液晶顯示屏及外 圍電路構成，在微處理器的控制下顯示各種信息；按鈕輸入單元主要實現各種相關信息及 操作的輸入；串行通訊單元主要實現與外部設備的通訊，實現與外部設備進行數據互通;溫 度測量單元主要實現對溫度的測量，由高精度模擬溫度傳感器構成。
[0008]本實用新型的工作原理為:線光源發出的光通過玻璃圓筒后照射到線陣CCD上，當 小球通過中間時，線光源發出的光將被小球遮擋，通過線陣CCD可以準確地檢測到小球在不 同時刻的位置，并根據已知線陣CCD的像數大小，可得到小球通過不同距離的時間，這樣便 可獲得小球的運動速度。因此，可以在一次小球下落過程中可得到多個一定距離內的時間 或一定時間間隔內小球的下落位移，這樣在一次下落過程可實現多次測量，從而有利于提 高測量精度，縮短檢測時間。
[0009] 進一步的，所述線陣CCD控制單元、IXD顯示單元、按鈕輸入單元、串行通訊單元與 微處理器控制單元均直接連接，所述微處理器控制單元的信號輸出端通過D/A轉換單元與 線光源控制單元的信號接收端連接，該線光源控制單元的信號發射端通過A/D轉換單元與 所述微處理器控制單元的輸入端連接，所述溫度測量單元也通過所述A/D轉換單元與所述 微處理器控制單元連接。
[0010] 進一步的，所述微處理器控制單元由微處理器STM32F103RC和相應的外圍元件構 成。
[0011] 進一步的，所述線陣C⑶與所述線陣(XD控制單元采用T⑶1706D圖像傳感器。
[0012] 進一步的，所述溫度測量單元采用LMT70模擬輸出高精度溫度傳感器。
[0013] 進一步的，所述微處理器控制單元、線光源控制單元、線陣CCD控制單元、LCD顯示 單元、按鈕輸入單元、串行通訊單元、溫度測量單元均由供電單元統一供電。
[0014] 供電單元主要將輸入電壓轉換為微處理器等各單元所需工作電壓，并輸送給各單 元，從而便于對各單元進行統一管理。
[0015] 本實用新型的顯著效果是：
[0016] 1、采用線陣CCD光電傳感器和微處理器測量小球的沉降位置和時間，能有效地減 小由于人為因素如人眼判斷是否到位及用秒表計時等造成的誤差，從而能有效地提高了液 體粘滯系數的測量精度；
[0017] 2、采用線陣CCD測量位置及距離，能實現小球一次下落能獲得多組數據，即單次下 落就能實現多次測量，進而能達到有效地提高了測量精度和縮短了測量時間。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型的結構不意圖；
[0019] 圖2是所述測控模塊的電路框圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】以及工作原理作進一步詳細說明。
[0021] 如圖1與圖2所示，一種基于線陣CCD的液體粘滯系數測量裝置，包括小球1以及用 于裝設待測量液體的樣品管2,還包括線光源3、線陣CCD4以及測控模塊5,所述線光源3與線 陣CCD4分別位于所述樣品管2的兩側，所述測控模塊5包括微處理器控制單元以及連接在該 微處理器控制單元上的線光源控制單元、線陣CCD控制單元、IXD顯示單元、按鈕輸入單元、 串行通訊單元、溫度測量單元，其中所述線光源控制單元與所述線光源3電連接，所述線陣 CCD控制單元與所述線陣CCD4電連接，所述微處理器控制單元、線光源控制單元、線陣CCD控 制單元、IXD顯示單元、按鈕輸入單元、串行通訊單元、溫度測量單元均由供電單元統一供 電。
[0022] 如圖2所示，所述線陣C⑶控制單元、IXD顯示單元、按鈕輸入單元、串行通訊單元與 微處理器控制單元均直接連接，所述微處理