[發明專利]極小誤差的密度測量裝置

在審

• 申請號: 201510314059.2
• 申請日: 2015-06-05
• 公開（公告）號: CN105021496A
• 公開（公告）日: 2015-11-04
• 發明（設計）人: 王昱海
• 申請（專利權）人: 王昱海
• 主分類號: G01N9/04
• 分類號: G01N9/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明——極小誤差的密度測量裝置，涉及一種固體材料表觀密度測量裝置及測量方法，該測量裝置使用相似辦法也同時可以測量液體的密度。本發明是一種適應各種材料(固體、液體)的密度測量裝置及測量方法，可廣泛用于土木工程、石油化工、生產制造等需要測量原材料表觀密度的各個領域。

背景技術：

本發明之前對固體材料表觀密度測量方法有：比重瓶法(用于粉料表觀密度測量)，吊籃法(用于規則不規則塊料密度測量)及量筒(瓶)法(用于不規則小粒徑塊料密度測量)，測量原理都是阿基米德定律。由于液體張力，量筒口徑，人眼觀察精度，操作精度影響及天平感量誤差，對密度測量不僅需要時間較長，不同種類材料需要不同測量儀器，操作過程繁瑣，對材料表觀密度測量結果誤差較大，測量精度較差——其中，既有人工觀察誤差，也有測量儀器原因。

測量液體密度使用密度計法。

發明內容：

發明原理：本發明固體材料表觀密度測量原理也是阿基米德定律。液體測量密度測量原理即液體密度定義。

發明目的和作用：簡化測量儀器，減小測量過程中人工操作誤差、人眼觀察誤差，降低測量儀器對密度測量形成的誤差，簡化密度試驗過程，提高平行試驗一致性，縮短試驗時間，提高工作效率。

具體發明內容為：

1.密度測量裝置：

本發明密度測量裝置由恒定體積量器和定位器兩部分組成，按照國際通行的命名規則，發明人稱呼這種裝置王氏密度瓶。

(1)恒定體積量器：

恒定體積量器為兩端有一定高差的連通器，由容積部和排液嘴兩部分組成。

如果我們非要與恒定體積量器找一個“兄弟”，恒定體積量器與上嘴過濾器“長相”有一定相似度又有明顯的不同。

容積部是王氏密度瓶盛裝液體及測量原材料部分，形狀相當于一個容量瓶在其頸部有一個4mm-8mm洞口，類似于高頸酒壺盛酒或者茶壺盛茶水的主體部分。容積部錐面或者球面上部管狀或者漏斗狀部分，發明人稱其為恒定體積量器的頸部。恒定體積量器的頸部可以根據測量的不規則材料顆粒直徑大小，可以做成任意直徑的管狀或者漏斗狀；發明人認為，恒定體積量器頸部高度宜大于50mm小于300mm，直徑最好為20mm、50mm、100mm、150mm和200mm，以適應顆粒直徑小于頸部直徑四分之三的測量物能夠順利放入恒定體積量器中。

排液嘴是連通在容積部洞口處排液端口低于容積部與排液嘴連通部的管狀物，內徑以2-5mm為優，水平長度應超出定位器最長邊緣；排液口管狀可以有一個稍微向上傾斜的弧度，這個向上傾斜弧度最高點低于容積部最高點3mm及以上，以保證量器體積恒定，同時方便測量密度小于液體密度的材料；實驗證明，排液口內徑應該4mm-8mm；內徑小于4mm或者大于8mm時，液體張力會在排液嘴底部形成掛液，或者對排液嘴濕潤面積增大，——試驗證明，液體為水時，排液嘴內徑小于4mm，掛液水滴質量小于0.07g；排液嘴內徑大于8mm，濕潤排液嘴水質量小于0.08g；說明排液嘴內徑及排液長度仍然對測量精度有影響。排液嘴越靠近頸部頂端，越便于利用與排液嘴反向的容量器頸部位置向恒定體積量器內傾倒被測量物，并利用二次補充少量液體時把恒定體積量器上測量物沖到恒定體積量器底部。由于排液嘴水平長度超出定位器邊緣，排液嘴邊緣最低處最好略低于燒杯邊緣，最終補充的多余液體能夠排到對準排液嘴的燒杯里。

由于常用500ml和1000ml燒杯高度為100-160mm，排液口最低端距離恒定體積量器底部以80-160mm為最優。

恒定體積量器可以根據需要做成任何體積。

恒定體積量器底部可以標有通過容量器中心點與排液嘴中分線的顏色鮮艷線段，方便恒定體積量器對位，使恒定體積量器每一次都可以放置于同一位置。

當恒定體積量器放置于固定位置時，容量一定是恒定的。發明人的試驗證明，在液體為水(或者其它均質液體)情況下，恒定溫度同一恒定體積量器多次用感量0.001g的天平稱量，所有稱量結果全部相同，多次計量結果之差為0。

為了方便恒定體積量器使用，體積較大的恒定體積量器可以在排液口垂直中分線處安裝一個耳狀把手。

恒定體積量器可以使用使用有機材料(如塑料)制成，也可以使用各種無機材料(玻璃，陶瓷，金屬)制成。

恒定體積量器最好由透明、不容易變形并且耐高溫的原材料制成，如石英(氧化硅)玻璃，水晶，純氧化鋁等制成，——當然，就是非透明裝置也不影響測量精度，但影響觀感。