CN101042323A - 陶瓷体积密度电子测量装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种陶瓷体积密度电子测量装置和方法。本发明的电子测量装置包括电子天平、盛水杯、细铜丝和吊篮，电子天平的秤盘上放置盛水杯；有一个支架，其底座将荷载均布在电子天平的承载台上；细铜丝的上端固定在支架上，而下端吊挂着吊篮，使吊篮处于盛水杯的水中。测量时，将电子天平视数清零，先测量陶瓷片干燥时在空气中的质量m₀，再将其用水沸煮2小时后自然冷却至室温，擦去表面水分后放入吊篮中，读取天平显示数值m，则可计算出陶瓷片的体积密度。本装置结构简单，测量时只对陶瓷片称量两次，减少工作量而且准确度高。

Description

陶瓷体积密度电子测量装置和方法

技术领域：

本发明涉及一种陶瓷体积密度电子测量装置和方法。

背景技术：

目前，测量电子陶瓷体积密度所采用的阿基米德排水法，普遍按照以下三个步骤完成：1、称量干燥的陶瓷片在空气中的质量m₀；2、使陶瓷片表面微孔穴饱满吸水，称量其浸没在水中时的质量m₁；3、擦去陶瓷片表面孔穴外部水分，使其保持潮湿状态，称量其在空气中的质量m₂。则体积密度 $\mathrm{\ρ}=\frac{m_0{\mathrm{\ρ}}_0}{m_2-m_1}$ (ρ₀为该温度点时水的密度)。此方法中，每个陶瓷片必须称量其在三种不同环境中的质量，才能计算出其体积密度，工作量较大，增加了误差的来源，产生误差累积，并且增大了陶瓷片在称量过程中的受损机率，因而影响了其体积密度的准确度。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种陶瓷体积密度电子测量装置和方法，提高现有的测量电子陶瓷体积密度的工作效率，提高结果的准确度，使称量过程减少了三分之一的工作量，并且减少了误差的来源和陶瓷片在称量过程中的受损机率。

为了达到上述目的，本发明的构思是：将盛水杯放在电子天平(精确度0.1mg)的秤盘上，吊篮由细铜丝(直径小于0.15mm)将其连接在支架上，吊篮浸没在盛水杯里的水中，支架底座将荷载均布在电子天平的承载台四周。此时整个系统受力处于平衡状态，将天平视数清零。当把表面擦去水分的潮湿陶瓷片放入吊篮时，陶瓷片此时受到三个力作用且处于平衡状态：重力G、吊篮对陶瓷片的支持力N、水的浮力F₁。由牛顿第三运动定律可知：陶瓷片受到的浮力F₁与陶瓷片对水的作用力F₂是一对作用力与反作用力，大小相等(F₁＝F₂)，方向相反。F₂经盛水杯传递到电子天平秤盘，天平显示数值为m，即：F₁＝F₂＝m×g(g为重力加速度)。则陶瓷片的体积密度 $\mathrm{\ρ}=\frac{m_0\×{\mathrm{\ρ}}_0}{m}$ (ρ₀为该温度点水的密度，m₀为陶瓷片干燥时在空气中的质量)，陶瓷片受到的浮力大小只用电子天平的一次读数就可计算得出，因此只用称量两次就能计算出陶瓷片体积密度。达到了减少工作量和误差来源的目的。

根据上述的发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种陶瓷体积密度电子测量装置，包括电子天平、盛水杯、细铜丝和吊篮，其特征在于所述的电子天平的秤盘上放置所述的盛水杯；有一个支架，其底座将荷载均布在电子天平的承载台上；所述的细铜丝的上端固定在所述的支架上，而下端吊挂着所述的吊篮，使吊篮处在所述的盛水杯的水中。

上述的支架由一个玻璃罩罩住。

一种陶瓷体积密度电子测量方法，采用上述的电子测量装置进行测量，其特征在测量的步骤如下：

1)将陶瓷体积密度电子测量装置的电子天平视数清零；

2)测量陶瓷片干燥时在空气中的质量为m₀，再将陶瓷片用水沸煮2小时后自然冷却至室温，然后将其表面水分擦去成潮湿陶瓷片，轻轻放入吊篮中，读取此时电子天平显示数值为m；

3)计算陶瓷片的体积密度 $\mathrm{\ρ}=\frac{m_0\×{\mathrm{\ρ}}_0}{m},$ 式中ρ₀为测量时温度点水的密度。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：由电子天平的一次读数m，就可计算得出陶瓷片所受到的浮力大小F₂＝m×g(g为重力加速度)，因此达到了只用称量两种环境中陶瓷片相关参数就能计算出其体积密度的目的，并且准确度高，结构简单。

附图说明：

图1是本发明实施例正面构造图。

图2是本发明的侧面构造图。

图3是本发明的俯视构造图。

具体实施方式：

本发明的一个优选实施例结合附图说明如下：

在图1中，盛水杯2放在电子天平1的秤盘10上，吊篮5由细铜丝6将其连接在支架3上，吊篮5浸没在盛水杯2里的水中，支架底座7将荷载均布在电子天平承载台8。盛水杯和水的总质量要小于电子天平量程。当系统处于平衡状态后，将天平视数清零，将表面擦去水分的潮湿陶瓷片9轻轻放入吊篮5，此时天平显示数值为m，则可计算出陶瓷片的体积密度 $\mathrm{\ρ}=\frac{m_0\×{\mathrm{\ρ}}_0}{m}$ (ρ₀为该温度点水的密度，m₀为陶瓷片干燥时在空气中的质量)。

Claims (3)

1、一种陶瓷体积密度电子测量装置，包括电子天平(1)、盛水杯(2)、细铜丝(6)和吊篮(5)，其特征在于所述的电子天平(1)的秤盘(10)上放置所述的盛水杯(2)；有一个支架(3)，其底座(7)将荷载均布在电子天平(1)的承载台(8)上；所述的细铜丝(6)的上端固定在所述的支架(3)上，而下端吊挂着所述的吊篮(5)，使吊篮(5)处在所述的盛水杯(2)的水中。

2、根据权利要求1所述的陶瓷体积密度电子测量装置，其特征在于所述支架(3)由一个玻璃罩(4)罩住。

3、一种陶瓷体积密度测量方法，采用根据权利要求1所述的陶瓷体积密度电子测量装置进行测量，其特征在于测量的步骤如下：

1)将陶瓷体积密度电子测量装置的电子天平(1)视数清零；

2)测量陶瓷片(9)干燥时在空气中的质量为m₀，再将陶瓷片(9)用水沸煮2小时后自然冷却至室温，然后将其表面水分擦去成潮湿陶瓷片(9)，轻轻放入吊篮(5)中，读取此时电子天平(1)显示数值为m；

3)计算陶瓷片(9)的体积密度 $\mathrm{\ρ}=\frac{m_0\×{\mathrm{\ρ}}_0}{m},$ 式中ρ₀为测量时温度点水的密度。

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