CN102538920B - 一种液压弹簧式测重装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液压弹簧式测重装置，其包括秤主体部(I)和测量值读取部(II)。所述秤主体部(I)由在底面具有螺孔的秤台(1)、支撑部(A)、底座(11)以及另外设计的机箱组成。所述测量值读取部(II)由细管(15)、刻度尺(16)、与所述细管(15)下端连接的两端具有导管连接头(13、13′)的可曲性导管(17)、橡皮帽(18)、具有水平仪(19)及水平调节螺丝(20)的底座(21)组成。所述测量值读取部(II)经过所述导管(17)与所述秤主体部(I)连通。利用本发明在工作人员与被测物分离的情况下，也能够不受测量范围限制地对人、行李或货车的重量进行精确的检测。

Description

一种液压弹簧式测重装置

技术领域

本发明涉及一种测重装置，特别是可用于检测各质量范围的物体重量的可分离设置秤主体部与测量值读取部的液压弹簧式测重装置。

背景技术

随着计量技术的发展，测重设备也日益更新，目前常用的测重装置有天平(包括机械和电子两种)、弹簧秤、台秤、电子秤、杆秤，磅秤等。但是，上述装置由于它们各自的结构局限性，其测量范围受到一定限制，另外，用秤砣或砝码来调节平衡较麻烦，而且有时秤主体部与测量值读取部一体的结构导致使用不便。如，天平只适合用于实验室测量质量较小的物体质量，弹簧秤只适合用于测量较轻的物体重量，电子秤，虽然使用方便，但被测物体的重量不能太大，杆秤只适合用于测量重量不大的物体，磅秤可称较重的物体，但是对于重量小的物体测量，精度不高，而且其自身太笨重而不便搬迁。另外，在医院或货运站、车站行李运输处等特殊场所，工作人员对人或行李、货物的重量进行测量时必须到秤跟前去调节和读取，这对工作人员带来不便。

发明内容

本发明目的在于，提供一种不受测量范围之限制、结构简单、精度高、免调节的能够分离设置秤主体部与测量值读取部的液压弹簧式测重装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的测重装置是一种液压弹簧式测重装置，包括秤主体部和测量值读取部。所述秤主体部由在底面具有螺孔的秤台、支撑部、具有水平仪和水平调节螺丝的底座以及机箱组成。所述支撑部至少有一个或多个相同支撑体，所述支撑体由顶部具有螺丝的支撑杆、中心具有圆孔的罩、上部与所述支撑杆固定的活塞、平底不锈钢圆筒、上端与下端分别固定于所述活塞下部及所述不锈钢圆筒底面的弹簧、填充于所述不锈钢圆筒中的填充液体、设置在所述不锈钢圆筒侧壁下部的零位调节器、设置在所述不锈钢圆筒侧壁下部的导管连接部、安装在所述导管连接部上的控制阀构成。另外，所述填充液体为红色煤油，在所述不锈钢圆筒的内部在所述罩与所述活塞之间有一定的空隙。所述零位调节器由螺栓、旋钮、气体端、圆筒、液体端、活塞以及具有小孔的封罩构成，而且所述圆筒的所述液体端浸没在所述不锈钢圆筒中的所述填充液体里，并与所述填充液体连通，所述圆筒的所述气体端与所述不锈钢圆筒侧壁焊接，所述螺栓通过旋转而在所述圆筒中驱动所述活塞，从而增减所述液体端中的液体量而达到调零目的。所述秤台通过螺丝与所述支撑体的支撑杆顶部螺合。所述测量值读取部由细管、刻度尺、与所述细管下端连接的两端具有导管连接头的可曲性导管、橡皮帽、具有水平仪及水平调节螺丝的底座组成。

所述多个相同的支撑体并排设置在底座上，而且经过可曲性多分支导管相互连通。

所述测量值读取部经过所述导管与所述秤主体部连通。

本发明的液压弹簧式测重装置，还包括零位调节部，所述零位调节部的结构与所述零位调节器相同，而且还具备第一导管连接端、第二导管连接端、旋转控制阀、零位调节螺丝，在使用时第一导管连接端与秤主体部的可曲性多分支导管的外部端连接，第二导管连接端与测量值读取部的导管连接。

按照本发明的技术方案，能够提供一种不受测量范围限制、结构简单、精度高、使用方便、免调节的可分离设置秤主体部与测量值读取部的液压弹簧式测重装置。该装置，当刻度尺和细管长度设定两米左右时，对应30t、20t、10t、1t、500kg、200kg、50kg及500g、100g等不同称量的精度分别可达15kg、10kg、5kg、0.5kg、0.25kg、0.1kg、0.025kg及0.25g、0.05g，即使将刻度尺和细管长度设计成一米，精确度也能达到上述的一半。

另外，根据本发明所提供的液压弹簧式测重装置，只要设定其称量，就能够准确地测量各质量范围的物体，并且在医院或货运站等特殊场所，通过分离设置秤主体部和测量值读取部，工作人员在与被测物分开的状态下也能够便利地检测人或行李、货物的重量，尤其将该装置的秤主体部设置在货车重量检测过道上时，能够迅速地对货车等重量较大的物体进行重量检测，从而可判断是否超载。

附图说明

图1是本发明实施方式1提供的液压弹簧式测重装置的基本结构示意图。

图2是本发明实施方式1提供的液压弹簧式测重装置的秤主体部基本结构示意图。

图3是本发明实施方式1提供的液压弹簧式测重装置的测量值读取部基本结构示意图。

图4是本发明实施方式1提供的液压弹簧式测重装置秤主体部的零位调节器基本结构示意图。

图5是本发明实施方式1提供的液压弹簧式测重装置秤主体部底座斜视图。

图6是本发明实施方式1提供的液压弹簧式测重装置秤主体部的支撑体罩、秤台底部以及支撑杆顶部的拆卸结构斜视图。

图7是本发明实施方式2的液压弹簧式测重装置的简要拆卸结构图。

图中：1、32-称台，2-支撑杆，3-罩，4、27-活塞，5-不锈钢圆筒，6-弹簧，7-填充液体，8、41-零位调节器，9、19-水平仪，10、20、34-水平调节螺丝，11、21、35-底座，12、40-旋转控制阀，13、13′-导管连接头，14-导管连接部，15-细管，16-刻度尺，17-导管，18-橡皮帽，22-螺栓，23-旋钮，24-气体端，25-圆筒，26-液体端，28-封罩，29-螺丝，30-圆孔，31-螺孔，33、A-支撑部，33′、A′-支撑体，36-可曲性多分支导管，37-机箱，38-第一导管连接端，39-第二导管连接端，I-秤主体部，Ⅱ-测量值读取部，III-秤主体部，Ⅳ-零位调节部。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施方式及其原理进行说明。

图1是本发明实施方式1所提供的液压弹簧式测重装置的基本结构示意图。如图1所示，本发明实施方式1的液压弹簧式测重装置，包括秤主体部I和测量值读取部II两个部，秤主体部I与测量值读取部II通过导管17相互连通。

图2是本发明实施方式1所提供的液压弹簧式测重装置的秤主体部基本结构示意图。如图2所示，所述秤主体部I由秤台(或秤盘)1、支撑部A、设置水平仪9和水平调节螺丝10的底座11以及后面所述的机箱37构成。所述支撑部A至少包括一个或多个相同的支撑体A′，支撑体A′由支撑杆2、罩3、在中心处与支撑杆2的下端连接成一体的活塞4、平底不锈钢圆筒5、上端与下端分别固定在活塞4的下部和不锈钢圆筒5的底面的浸没在填充液体7中的弹簧6、在不锈钢圆筒5中填充用的红色煤油等填充液体7、设置在不锈钢圆筒5的内侧壁下部合适位置上的零位调节器8、在不锈钢圆筒5的侧壁下部位置设置的导管连接部12、安装在导管连接部12上的控制阀14组成。

图3是本发明实施方式1的液压弹簧式测重装置的测量值读取部基本结构示意图。如图3所示，所述测量值读取部II由具有一定量的填充液体7的细管15、与细管15制成一体的刻度尺16、与细管15下端连接的两端设有能够控制液体流通的导管连接头13和13′的可曲性导管17、套用于细管15上端的橡皮帽18、设有水平仪19和水平调节螺丝20的底座21构成。

图4是本发明实施方式1的液压弹簧式测重装置的秤主体部的零位调节器基本结构示意图。如图4所示，所述零位调节器8由螺栓22、旋钮23、气体端24、圆筒25、液体端26以及与螺栓活动连接的活塞27、在圆筒25的气体端24的左端设置的具有小孔的封罩28构成，并且螺栓22能够在封罩28的螺孔中自由旋转，由此可以驱动活塞27而调节液体端26中的液体量。在使用时，所述圆筒25的气体端24与不锈钢圆筒5的侧壁焊接成一体，圆筒25的液体端26浸没在不锈钢圆筒5中的填充液体7里，而且与填充液体7连通，因此通过旋转螺栓22，能够增减液体端26中的液体量，从而控制整个装置中的液体量而达到调零目的。

图5是本发明实施方式1的液压弹簧式测重装置的秤主体部底座斜视图。如图所示，所述底座11具有设置于底座上面的水平仪9和四根水平调节螺丝10。在测量时，通过调节水平调节螺丝10，能够使秤主体部I处理想状态(使不锈钢圆筒5的轴线位于竖直方向上)。

图6是本发明实施方式1的液压弹簧式测重装置秤主体部的支撑体罩、秤台底部以及支撑杆顶部的拆卸结构斜视图。如图6所示，支撑杆2的顶部设置有螺丝29，在封罩3的中心处设置直径比支撑杆2稍微大的圆孔30，秤台1的底面下方有个螺孔31，安装时支撑杆2穿过罩3的圆孔30与秤台1的底面螺合。在空载时，为保证使活塞4从不锈钢圆筒5里不被推出，一般在不锈钢圆筒5的内部在罩3与活塞4之间保留一定的空隙。

该技术方案的理论依据：

假设秤台1、支撑杆2以及活塞4的总质量为m，活塞4与不锈钢(或钢化玻璃)圆筒5之间的摩擦力为f1，并且该摩擦力在不锈钢圆筒5的内壁的任意位置处都相同，不锈钢圆筒5与细管15内壁的横截面积分别为S、s(一般满足S＞＞s)，在空载时弹簧6的压缩长度为x₀，劲度系数为k，不锈钢圆筒5中的液体表面高度与细管15中的液体表面高度之差为H，则装置处于平衡状态时，由力的平衡条件可得

mg=f₁+kx₀-ρgHS                 (1)

此时，设定细管15中的液体表面对应的刻度为零点。

在秤台1上放置质量为M的物体时，如果活塞4下降x距离，不锈钢圆筒5中的液体表面也下降x，则细管15中的液体表面从零上升到h高度，由力的平衡条件可得

mg+Mg=f₁+k(X₀+X)+ρgS(h-+-X-H)           (2)。

当不考虑液体体积的弹性变化时，由质量不变原理得，ρgSx=ρgsh，即

将此结果代进式(2)后，由式(1)、式(2)得

$M=(\frac{\mathrm{ks}}{\mathrm{gS}}+\mathrm{\ρs}+\mathrm{\ρS})\·h$ 或 $G=(\frac{\mathrm{ks}}{S}+\mathrm{\ρgs}+\mathrm{\ρgS})\·h---\left(3\right).$

在上式(3)中，假设

则K是由弹簧6的劲度系数k、不锈钢圆筒5的内壁横截面积S、细管15的横截面积s、液体7的密度ρ、重力加速度g等参数决定，因此只要设定装置结构、液体密度、弹簧劲度系数等要素之后，K是个常量，故，

M=K·h                           (4)。

由式(4)可看出，被测物质量M与细管15中的液体表面上升的高度h呈线性关系。因此，利用该装置对物体进行测量时，只要预先调好底座(11、21)的水平位置及空载时的零位置之后，在其设定称量内不用再次调节就从细管15的外壁刻度或其背面设置的刻度尺上可以直接读出被测物的质量(或重量)。

图7是本发明实施方式2的液压弹簧式测重装置的简要拆卸结构图。如图7中所示，实施方式2的液压弹簧式测重装置由测量值读取部II、秤主体部Ⅲ以及零位调节部Ⅳ构成。其中，所述测量值读取部II的结构与实施方式1中的液压弹簧式测重装置的测量值读取部结构相同，这里不重复说明，所述秤主体部Ⅲ由平面状的秤台32、支撑部33、水平调节螺34、底座35、可曲性多分支导管36以及机箱37组成，支撑部33由并排设置在底座35上的经过可曲性多分支导管36相互连通的多个支撑体33′构成，所述支撑体33′的结构与在实施方式1中所述的支撑体A′的结构相同，平面状的秤台32通过螺丝与各支撑体33′的顶部螺合，将机箱37安装于水平调节螺34的内侧在底座35上面，并以螺丝与底座35固定。所述零位调节部Ⅳ的主体结构与上述实施方式1中的零位调节器8相同(如包括气体端、活塞、封罩以及与导管连通的液体端等)，而且还具备第一导管连接端38、第二导管连接端39、旋转控制阀40等，使用时第一导管连接端38与秤主体部Ⅲ的可曲性多分支导管36的外部端连接，第二导管连接端39与测量值读取部II的导管17连接。

例1，在实验室测量物体质量时被测物的质量一般不超过500g，因此根据本发明实施方式1的液压弹簧式测重装置，将称量设定为500g或200g，刻度尺16与细管18的长度设定为1m，在刻度尺上设定1000个分刻度，则该装置的精确度可达0.5g或0.2g。此时，可以将测量值读取部II设置在秤主体部I的底座11上，也可以用钢化玻璃圆筒代替所述不锈钢圆筒5。使用前，先通过水平调节螺丝10、20使装置调到最好的位置之后，打开旋转控制阀12，取下橡皮套18，在空载情况下利用零位调节器8将测量值读取部II上的液体表面调到零位，在测量时秤台1上放置被测物体，然后直接从刻度尺上读取测量值。

例2，利用本发明实施方式1的液压弹簧式测重装置在日常生活中测量物体重量时，将称量设定为50kg，刻度尺16与细管18的长度设定为1m，那么该装置的精确度可达0.05kg(相当于0.1斤)。此时，可以将测量值读取部II设置在秤主体部I的底座11上面或其它合适的位置。其它调节过程及测量方法与上述例1相同。

例3，根据本发明实施方式2的液压弹簧式测重装置，在医院、行李托运处或货车超载检查站等场所对人体体重、行李或货车的总重量进行测量时，一般采用增加装置的弹簧劲度系数k和并联使用的支撑体33′数量的方法提高该装置的称量，此时将刻度尺16与细管18的高度设定为2m。对行李或人体体重进行测量时，将称量设定为200kg，则装置的精确度可达0.1kg。在对货车的重量进行测量的情况下，可以根据实际情况将称量分别设定为30t、20t10t、1t等，则与称量相对应的测量精度分别可达15kg、10kg、5kg、0.5kg。此时，将可曲性多分支导管36的外部长度可设定为2m以上，在测量值读取部II附近设置零位调节部Ⅳ，这不仅便于随意设置测量值读取部II的位置，而且还便于工作人员利用零位调节部Ⅳ对该装置进行零位调节。如，将测量值读取部可以设置在工作人员的办公室的竖直墙上，此时只要预先调节好该装置，医生或工作人员就可以不到秤台跟前就能够容易地对人、行李等货物及车重进行测量。

Claims (1)

1.一种液压弹簧式测重装置，包括秤主体部和测量值读取部，所述秤主体部由在底面具有螺孔的秤台、支撑部、具有水平仪和水平调节螺丝的底座以及机箱组成，

所述支撑部至少有一个或多个相同的支撑体，并且所述支撑体由顶部具有螺丝的支撑杆、中心具有圆孔的罩、上部与所述支撑杆固定的活塞、平底不锈钢圆筒、上端与下端分别固定于所述活塞下部及所述不锈钢圆筒底面的弹簧、填充于所述不锈钢圆筒中的填充液体、设置在所述不锈钢圆筒侧壁下部的零位调节器、设置在所述不锈钢圆筒侧壁下部的导管连接部、安装在所述导管连接部上的控制阀构成，

所述填充液体为红色煤油，而且在所述不锈钢圆筒的内部在所述罩与所述活塞之间有一定的空隙，

所述零位调节器由螺栓、旋钮、气体端、圆筒、液体端、活塞以及具有小孔的封罩构成，而且所述圆筒的所述液体端浸没在所述不锈钢圆筒中的所述填充液体里，并与所述填充液体连通，所述圆筒的所述气体端与所述不锈钢圆筒侧壁焊接，所述螺栓通过旋转而在所述圆筒中驱动所述活塞，从而增减所述液体端中的液体量而达到调零目的，

所述秤台通过螺丝与所述支撑体的支撑杆顶部螺合，

所述测量值读取部由细管、刻度尺、与所述细管下端连接的两端具有导管连接头的可曲性导管、橡皮帽、具有水平仪及水平调节螺丝的底座组成，

所述多个相同的支撑体并排设置在底座上，而且经过可曲性多分支导管相互连通，

所述测量值读取部经过所述导管与所述秤主体部连通，

所述液压弹簧式测重装置，其特征在于，

还包括零位调节部，所述零位调节部的结构与所述零位调节器相同，而且还具备第一导管连接端、第二导管连接端、旋转控制阀、零位调节螺丝，在使用时第一导管连接端与秤主体部的可曲性多分支导管的外部端连接，第二导管连接端与测量值读取部的导管连接。

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