[發(fā)明專利]一種不規(guī)則形狀無(wú)孔固體密度的檢測(cè)方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711063389.4
• 申請(qǐng)日: 2017-11-02
• 公開（公告）號(hào): CN107941652A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉犇;張東卿;閆曦;李香粉;劉占軍;郭全貴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所
• 主分類號(hào): G01N9/02
• 分類號(hào): G01N9/02
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司14101
• 代理人: 劉寶賢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一種不規(guī)則形狀無(wú)孔固體密度的檢測(cè)方法及裝置。

背景技術(shù)

固體密度是固體重要的物理性質(zhì)，與固體力學(xué)性質(zhì)和固體利用有著密切的關(guān)系。它是評(píng)價(jià)固體質(zhì)量、強(qiáng)度等特性的一個(gè)重要指標(biāo)。密度定義ρ＝m/V(m、V分別為固體的質(zhì)量和體積)。對(duì)于形狀不規(guī)則的物體就很難準(zhǔn)確算出體積V，因而計(jì)算出的密度ρ是粗略的、不精確的。對(duì)于常用的排水法，質(zhì)量的測(cè)量是比較精確的，但體積的測(cè)量誤差較大，且捆綁樣品時(shí)易污染樣品導(dǎo)致精度下降。有的固體樣品會(huì)吸水，導(dǎo)致體積測(cè)試不準(zhǔn)；還有會(huì)遇到檢測(cè)時(shí)浮于水面的固體樣品測(cè)量更加麻煩。

因此，仍然需要探討新型的能夠快速的、準(zhǔn)確的、并能對(duì)任意不規(guī)則形狀的無(wú)孔固體密度都能檢測(cè)的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種能夠快速、準(zhǔn)確、并能對(duì)任意不規(guī)則形狀的無(wú)孔固體密度的檢測(cè)方法及裝置。

本發(fā)明是先將凡士林涂覆在固體表面，由于凡士林和去離子水不浸潤(rùn)，可確保固體排水體積精確；再通過(guò)溫度測(cè)試精確計(jì)算去離子水密度，從而確保排水體積的精確；其次選取的容器和溶液彼此間不浸潤(rùn)，且溢流口末端處有閥門，確保排水的穩(wěn)定和順暢；最后設(shè)備還設(shè)有固體擋板，還可測(cè)試密度小于水的固體物質(zhì)。可以快速準(zhǔn)確地測(cè)量出各種不規(guī)則形狀無(wú)孔固體的密度，縮短了試驗(yàn)周期，提高了檢測(cè)精度。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的檢測(cè)方法所采用的技術(shù)方案如下：

(1)向聚四氟乙烯容器內(nèi)緩緩加入去離子水，待水沒(méi)過(guò)溢流管后停止加入，待去離子水停止流出后，關(guān)閉球閥；

(2)將待測(cè)樣品放置烘箱中，設(shè)置溫度105-150℃，烘干2h，稱量3次誤差小于0.001，取平均質(zhì)量計(jì)做m，將固體表面均勻涂覆一層凡士林，并稱量3次誤差小于0.001，取平均質(zhì)量計(jì)做m₀；

(3)將樣品用聚四氟乙烯鑷子夾住，排盡樣品表面吸附氣泡，緩緩的放置于聚四氟乙烯容器中固體測(cè)試擋板處下方；

(4)待液面穩(wěn)定后，打開球閥，待排水完全后，通過(guò)稱量盛水容器排水前后質(zhì)量分別計(jì)做m₁、m₂，再通過(guò)測(cè)量的溫度T，計(jì)算去離子水密度ρ₀，并查詢凡士林密度計(jì)做ρ_凡，去離子水密度ρ₀和固體密度ρ的計(jì)算公式為：

ρ₀＝0.999972×{1-[(T-3.9846)²/510113.5][(T+289.7991)(T+68.11615)]}(g/cm³)。

ρ＝ρ₀×ρ_凡×m/[ρ_凡×(m₂-m₁)-ρ₀×(m₀-m)]；

(5)每種樣品準(zhǔn)備3塊進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果取其平均值。

一種不規(guī)則形狀無(wú)孔固體密度的檢測(cè)裝置，包括聚四氟乙烯容器、測(cè)溫口、固體測(cè)試擋、溢流管、球閥和盛水容器，其特征在于聚四氟乙烯容器內(nèi)有固體測(cè)試擋，位于固體測(cè)試擋上方的聚四氟乙烯容器1壁上有溢流管，溢流管的下部有球閥，溢流管的出口進(jìn)入盛水容器的進(jìn)口內(nèi)，測(cè)溫口位于固體測(cè)試擋板和溢流管之間。

采用本發(fā)明所帶來(lái)的有益效果如下：

本發(fā)明只需在稱量烘干固體質(zhì)量，并在表面涂覆凡士林，用和溶液不浸潤(rùn)的鑷子，將固體試樣放入固體擋板處的溶液中，并通過(guò)溫度精確計(jì)算固體排出溶液的體積，既可以精確計(jì)算待測(cè)固體密度(包括密度小于溶液的固體)。可見采用本發(fā)明測(cè)量固體密度既簡(jiǎn)便又精確，可實(shí)現(xiàn)任意不規(guī)則形狀無(wú)孔固體密度的檢測(cè)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種不規(guī)則形狀無(wú)孔固體密度的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖所示，1是聚四氟乙烯容器、2是測(cè)溫口、3是固體測(cè)試擋、4是去離子水，5是溢流管、6是球閥，7是盛水容器。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種不規(guī)則形狀無(wú)孔固體密度的檢測(cè)裝置，包括聚四氟乙烯容器1內(nèi)、測(cè)溫口2、固體測(cè)試擋3、溢流管5、球閥6和盛水容器7。其特征在于聚四氟乙烯容器1內(nèi)有固體測(cè)試擋3，位于固體測(cè)試擋3上方的聚四氟乙烯容器1壁上有溢流管5，溢流管5的下部有球閥6，溢流管5的出口進(jìn)入盛水容器7的進(jìn)口內(nèi)，測(cè)溫口2位于固體測(cè)試擋板3和溢流管5之間。

本發(fā)明一種不規(guī)則形狀無(wú)孔固體密度的檢測(cè)方法，選固體為密度小于水的松木，包括以下步驟：