CN105699250A - 测量粉体振实密度的振捣方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种测量粉体振实密度的振捣方法和系统，其中振捣方法为：对装有一定质量粉体的量筒按照指定频率和幅度进行上下振动；通过超声波冲击量筒内上表面的粉体，破坏受冲击粉体之间形成的粉体团；当粉体在量筒内的高度保持稳定时，停止对量筒内的粉体进行振动和超声波冲击。本发明的测量粉体振实密度的振捣方法和系统，对量筒内上表面的粉体进行超声波冲击，超声波可产生局部高温高压，加速水分子的蒸发，减少颗粒表面的吸附水，超声波产生的冲击波和强射流可以粉碎粉体团聚体，使得被包含的水分子释放，阻止氢键的形成，防止粉体团聚，有利于粉体颗粒的充分地分散等，提高读数的准确性，最终提高测量粉体振实密度的准确性。

Description

测量粉体振实密度的振捣方法和系统

技术领域

本发明涉及到测量粉体振实密度领域，特别是涉及到一种测量粉体振实密度的振捣方法和系统。

背景技术

粉体密度因其堆积方式的不同分为松装密度和振实密度，振实密度是指一定质量的粉体装填在特定容器，以一定的频率和幅度进行振动，当粉体的体积不再减少时读出粉体的体积，然后用粉体的质量除以该体积就得到振实密度。

现有测量粉体振实密度一般采用BT-303振实密度测量仪，其是一种专门测量粉体振实密度的仪器，符合中国国家标准GB/T21354和国际标准ISO3953，是一种通用的振实密度仪。BT-303振实密度测量仪可三个测量同时进行，减少重复实验所需时间，是一种操作简单，经久耐用、测量准确的粉体振实密度测量仪。其基本工作过程是将粉体量筒固定在机械振动装置上，振动电机带动机械振动装置上下振动，装有粉体的刻度量筒随着机械驱动装置而振动，随着振动次数增加，量筒里的粉体逐渐振实，振动次数达到设定次数后，振动装置停止振动，读出刻度试管的体积，然后计算出粉体的振实密度，在每次振动结束后，一般还会转转动一定角度，使粉体振动过程中受力更加均匀。

现有技术测量粉体振实密度的缺点是，粉体经振捣后，上层部分的粉体因表面分子或原子之间的库仑力和范德华力作用而产生的颗粒团聚，使粉体凝聚成一些小颗粒甚至更大的颗粒，由此形成的颗粒堆积会导致上表面振捣不实以及振捣后上表面粉体分布有倾斜，从而会使人为读数的误差更大，最终影响测量粉体的振实密度不精确的技术问题。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种振捣后上表面粉体分布水平的测量粉体振实密度的振捣方法和系统。

为了实现上述发明目的，本发明提出一种测量粉体振实密度的振捣方法，包括：

对装有一定质量粉体的量筒按照指定频率和幅度进行上下振动；

通过超声波冲击量筒内上表面的粉体，破坏受冲击粉体之间形成的粉体团；

当粉体在量筒内的高度保持稳定时，停止对量筒内的粉体进行振动和超声波冲击。

进一步地，所述对装有一定质量粉体的量筒按照指定频率和幅度进行上下振动的步骤，包括：

当量筒上下振动指定次数后，量筒水平自转指定角度。

进一步地，所述对装有一定质量粉体的量筒按照指定频率和幅度进行上下振动的步骤之前，包括：

将一底面为平面的压片伸入量筒内，该压片的顶面连接有弹性件，弹性件的另一端连接长度可调的支杆，调节支杆使压片始终压迫于量筒内粉体的上表面；其中，所述弹性件的伸缩量大于或等于量筒上下振动时的振幅。

本发明还提供一种测量粉体振实密度的振捣系统，包括：

振动装置，用于对装有一定质量粉体的量筒按照指定频率和幅度进行上下振动；

超声冲击装置，用于通过超声波冲击量筒内上表面的粉体，破坏受冲击粉体之间形成的粉体团；

控制装置，用于当粉体在量筒内的高度保持稳定时，控制所述振动装置和超声冲击装置停止对量筒内的粉体进行振动和超声波冲击。

进一步地，所述振动装置，包括：

转动模块，用于当量筒上下振动指定次数后，量筒水平自转指定角度。

进一步地，所述测量粉体振实密度的振捣系统还包括压紧装置，用于将一底面为平面的压片伸入量筒内，该压片的顶面连接有弹性件，弹性件的另一端连接长度可调的支杆，调节支杆使压片始终压迫于量筒内粉体的上表面；其中，所述弹性件的伸缩量大于或等于量筒上下振动时的振幅。

进一步地，所述压片的直径比量筒的直径小1-3毫米。

进一步地，所述振动装置包括多个量筒固定位，分别做粉体振捣动作。

进一步地，所述超声冲击装置包括多个超声波探头，分别对应指定的量筒设置于振动装置上。

进一步地，所述多个超声波探头共用同一超声接口；

所述超声冲击装置包括超声波发生器，所述超声波发生器通过一超声波探头线连接于所述超声接口。

本发明的测量粉体振实密度的振捣方法和系统，对量筒内上表面的粉体进行超声波冲击，超声波可产生局部高温高压，加速水分子的蒸发，减少颗粒表面的吸附水，超声波产生的冲击波和强射流可以粉碎粉体团聚体，使得被包含的水分子释放，阻止氢键的形成，防止粉体团聚，有利于粉体颗粒的充分地分散等，所以粉体上表面减少粉体团等颗粒堆积，粉体上表面粉体分布水平，从而提高读数的准确性，最终提高测量粉体振实密度的准确性。

附图说明

图1为本发明一实施例的测量粉体振实密度的振捣方法的流程示意图；

图2为本发明另一实施例的测量粉体振实密度的振捣方法的流程示意图；

图3为本发明一实施例的测量粉体振实密度的振捣系统的结构示意框图；

图4为本发明一具体实施例的测量粉体振实密度的振捣系统的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，本发明一实施例提出一种测量粉体振实密度的振捣方法，包括：

S1、对装有一定质量粉体的量筒按照指定频率和幅度进行上下振动；

S2、通过超声波冲击量筒内上表面的粉体，破坏受冲击粉体之间形成的粉体团；

S3、当粉体在量筒内的高度保持稳定时，停止对量筒内的粉体进行振动和超声波冲击。

如上述步骤S1所述，上述一定质量粉体是指通过称量装置称量出指定重量的粉体。上述上下振动是指沿竖直方向进行往复运动，其特点是带动量筒上移时的速度远小于带动量筒下移时的速度，从而可以将粉体之间的缝隙等填充，使粉体堆积的更加密实。上述按照指定频率和幅度进行振动是指，根据不同的粉体以及不同的实验要求等，选择对应的控制即可，比如对石灰的振捣要求与面粉的振捣要求不同，那么可以选用各自适配的振动频率和振动幅度等。

如上述步骤S2所述，对量筒内上表面的粉体进行超声波冲击，可产生局部高温高压，加速水分子的蒸发，减少颗粒表面的吸附水，超声波产生的冲击波和强射流可以粉碎粉体团聚体，使得被包含的水分子释放，阻止氢键的形成，防止粉体团聚，有利于粉体颗粒的充分地分散等，所以粉体上表面减少粉体团等颗粒堆积，粉体上表面粉体分布水平，从而提高读数的准确性，最终提高测量粉体振实密度的准确性。本实施例中，在对量筒进行振动处理过程中，同时对粉体进行超声波冲击。在其它实施例中，还可以根据预设的时间间隔，有规律的对量筒内的粉体进行超声波冲击，可以节约能量的消耗。

如上述步骤S3所述，当粉体在量筒内的高度保持稳定时，即说明粉体在现有的频率和振幅的情况下无法将粉体堆积的更加密实，因此可以停止振动过程和超声波冲击的过程，读取量筒内的粉体体积，然后根据密度公式即可计算出粉体的振实密度。

本实施例中，所述对装有一定质量粉体的量筒按照指定频率和幅度进行上下振动的步骤S1，包括：

S11、当量筒上下振动指定次数后，量筒水平自转指定角度。

如上述步骤S11所述，量筒水平自转指定角度，可以提高粉体振动过程中的受力均匀，以提高粉体上表面的水平分布度。在一具体实施例中，量筒每上下振动一次，量筒水平自转45度。

本实施例中，上述对装有一定质量粉体的量筒按照指定频率和幅度进行上下振动的步骤之前，包括：

S10、将一底面为平面的压片伸入量筒内，该压片的顶面连接有弹性件，弹性件的另一端连接长度可调的支杆，调节支杆使压片始终压迫于量筒内粉体的上表面；其中，所述弹性件的伸缩量大于或等于量筒上下振动时的振幅。

如上述步骤S10所述，压片的底面为平面，所以压片的底面可以很好的将粉体的表面压得更加平整，提高振实密度实验的准确性。上述可调长度的支杆，可以使压片使用各种计量的粉体。比如，当量筒内的粉体较少时，可以将支杆的长度调长，以便于压片可以挤压在粉体上等。上述弹性件可以为压簧、弹片等器件，因为粉体在振捣之前和振捣之后在量筒内的高度不同，而在实验过程中又不能时刻的调节支杆的长度，所以要压片时刻的压平粉体上表面，则需要上述弹性件进行相应的长度补偿，当粉体高度降低时，弹性件在弹性的作用下舒张，使压片作用在粉体上。上述弹性件的伸缩量大于或等于量筒上下振动时的振幅，因为支杆等必然会固定在一个支架上，该支架同样需要固定设置，如果弹性件的伸缩量小于量筒上下振动时的振幅，则会出现压片阻碍量筒向上移动的过程，或者粉体下降到一定高度后，压片无法压迫于粉体等情况，影响实验的正常进行。

本实施例的测量粉体振实密度的振捣方法，对量筒内上表面的粉体进行超声波冲击，超声波可产生局部高温高压，加速水分子的蒸发，减少颗粒表面的吸附水，超声波产生的冲击波和强射流可以粉碎粉体团聚体，使得被包含的水分子释放，阻止氢键的形成，防止粉体团聚，有利于粉体颗粒的充分地分散等，所以粉体上表面减少粉体团等颗粒堆积，粉体上表面粉体分布水平，从而提高读数的准确性，最终提高测量粉体振实密度的准确性。而压片等结构的设计，可以进一步地提高粉体上表面的水平度，从而进一步地提高测量粉体振实密度的准确性。由于上表面粉体更密实，粉体分布更水平，计算出的振实密度更为精确，使得测试粉体的振实密度系统适用性更高，应用于科研教学领域具有一定的科研价值。

参照图3，本发明实施例还一种测量粉体振实密度的振捣系统，包括：

振动装置10，用于对装有一定质量粉体的量筒按照指定频率和幅度进行上下振动；

超声冲击装置20，用于通过超声波冲击量筒内上表面的粉体，破坏受冲击粉体之间形成的粉体团；

控制装置30，用于当粉体在量筒内的高度保持稳定时，控制所述振动装置10和超声冲击装置20停止对量筒内的粉体进行振动和超声波冲击。

如上述振动装置10，上述一定质量粉体是指通过称量装置称量出指定重量的粉体。上述上下振动是指沿竖直方向进行往复运动，其特点是带动量筒上移时的速度远小于带动量筒下移时的速度，从而可以将粉体之间的缝隙等填充，使粉体堆积的更加密实。上述按照指定频率和幅度进行振动是指，根据不同的粉体以及不同的实验要求等，选择对应的控制即可，比如对石灰的振捣要求与面粉的振捣要求不同，那么可以选用各自适配的振动频率和振动幅度等。

如上述超声冲击装置20，对量筒内上表面的粉体进行超声波冲击，可产生局部高温高压，加速水分子的蒸发，减少颗粒表面的吸附水，超声波产生的冲击波和强射流可以粉碎粉体团聚体，使得被包含的水分子释放，阻止氢键的形成，防止粉体团聚，有利于粉体颗粒的充分地分散等，所以粉体上表面减少粉体团等颗粒堆积，粉体上表面粉体分布水平，从而提高读数的准确性，最终提高测量粉体振实密度的准确性。本实施例中，在对量筒进行振动处理过程中，同时对粉体进行超声波冲击。在其它实施例中，还可以根据预设的时间间隔，有规律的对量筒内的粉体进行超声波冲击，可以节约能量的消耗。

如上述控制装置30，当粉体在量筒内的高度保持稳定时，即说明粉体在现有的频率和振幅的情况下无法将粉体堆积的更加密实，因此可以停止振动过程和超声波冲击的过程，读取量筒内的粉体体积，然后根据密度公式即可计算出粉体的振实密度。

本发明实施例中，上述振动装置10，包括：转动模块，用于当量筒上下振动指定次数后，量筒水平自转指定角度。量筒水平自转指定角度，可以提高粉体振动过程中的受力均匀，以提高粉体上表面的水平分布度。在一具体实施例中，量筒每上下振动一次，量筒水平自转45度。

本实施例中，上述测量粉体振实密度的振捣系统还包括压紧装置40，用于将一底面为平面的压片41伸入量筒内，该压片41的顶面连接有弹性件43，弹性件43的另一端连接长度可调的支杆42，调节支杆42使压片41始终压迫于量筒内粉体的上表面；其中，所述弹性件43的伸缩量大于或等于量筒上下振动时的振幅。

如上述压紧装置40，压片41的底面为平面，所以压片41的底面可以很好的将粉体的表面压得更加平整，提高振实密度实验的准确性。上述可调长度的支杆42，可以使压片41使用各种计量的粉体。比如，当量筒内的粉体较少时，可以将支杆42的长度调长，以便于压片41可以挤压在粉体上等。上述弹性件43可以为压簧、弹片等器件，因为粉体在振捣之前和振捣之后在量筒内的高度不同，而在实验过程中又不能时刻的调节支杆42的长度，所以要压片41时刻的压平粉体上表面，则需要上述弹性件43进行相应的长度补偿，当粉体高度降低时，弹性件43在弹性的作用下舒张，使压片41作用在粉体上。上述弹性件43的伸缩量大于或等于量筒上下振动时的振幅，因为支杆42等必然会固定在一个支架44上，该支架44同样需要固定设置，如果弹性件43的伸缩量小于量筒上下振动时的振幅，则会出现压片41阻碍量筒向上移动的过程，或者粉体下降到一定高度后，压片41无法压迫于粉体等情况，影响实验的正常进行。

本实施例中，上述压片41的直径比量筒的直径小1-3毫米，可以使压片41可以在量筒内自由的移动，而且可以压迫大部分地粉体。。

本实施例中，上述振动装置10包括多个量筒固定位，分别做粉体振捣动作。上述超声冲击装置20包括多个超声波探头21，分别对应指定的量筒设置于振动装置10上。这样可以同时对多个量筒内的粉体进行振实密度的检测试验，提高试验效率。

本实施例中，所述多个超声波探头21共用同一超声接口23；所述超声冲击装置20包括超声波发生器22，所述超声波发生器22通过一超声波探头线24连接于所述超声接口23。超声波探头21和超声波发生器22分离设置，可以防止超声波发生器22产生的振动影响粉体的密实程度。

参照图4，在一具体实施中，上述振动装置10上并排设置有三个量筒固定位，振动装置10上还针对量筒固定位设置三个超声波探头21，三个超声波探头21共同连接与一个设置于振动装置10上的超声接口23。超声波发生器22通过超声波探头线24连接超声接口23，给超声波探头21提供超声波。在振动装置10上还设置两个支架44，两个之间上设置横梁，横梁上设置对应量筒固定位的支杆42，该支杆42的一端带有外螺纹，而横梁上设置对应的螺孔，使支杆42可以相对量筒固定位调节长度，支杆42的另一端连接一压簧，压簧的自由端连接一圆形压片41，该压片41的底面为平面，直径略小于量筒的直径，且压平的底面保持水平。当做粉体振实密度实验时，首先将量筒内添加指定质量的粉体，然后根据粉体在量筒内的高度，调节支杆42的长度，当量筒固定后，压片41压迫于粉体上表面；然后启动振动装置10和超声冲击装置20，当粉体在量筒内的高度保持稳定时，控制所述振动装置10和超声冲击装置20停止对量筒内的粉体进行振动和超声波冲击，读取量筒内的粉体体积，然后根据密度公式即可计算出粉体的振实密度。

本实施例的测量粉体振实密度的振捣系统，对量筒内上表面的粉体进行超声波冲击，超声波可产生局部高温高压，加速水分子的蒸发，减少颗粒表面的吸附水，超声波产生的冲击波和强射流可以粉碎粉体团聚体，使得被包含的水分子释放，阻止氢键的形成，防止粉体团聚，有利于粉体颗粒的充分地分散等，所以粉体上表面减少粉体团等颗粒堆积，粉体上表面粉体分布水平，从而提高读数的准确性，最终提高测量粉体振实密度的准确性。而压片41等结构的设计，可以进一步地提高粉体上表面的水平度，从而进一步地提高测量粉体振实密度的准确性。由于上表面粉体更密实，粉体分布更水平，计算出的振实密度更为精确，使得测试粉体的振实密度系统适用性更高，应用于科研教学领域具有一定的科研价值。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种测量粉体振实密度的振捣方法，其特征在于，包括：

对装有一定质量粉体的量筒按照指定频率和幅度进行上下振动；

通过超声波冲击量筒内上表面的粉体，破坏受冲击粉体之间形成的粉体团；

当粉体在量筒内的高度保持稳定时，停止对量筒内的粉体进行振动和超声波冲击。

2.根据权利要求1所述的测量粉体振实密度的振捣方法，其特征在于，所述对装有一定质量粉体的量筒按照指定频率和幅度进行上下振动的步骤，包括：

当量筒上下振动指定次数后，量筒水平自转指定角度。

3.根据权利要求1或2所述的测量粉体振实密度的振捣方法，其特征在于，所述对装有一定质量粉体的量筒按照指定频率和幅度进行上下振动的步骤之前，包括：

将一底面为平面的压片伸入量筒内，该压片的顶面连接有弹性件，弹性件的另一端连接长度可调的支杆，调节支杆使压片始终压迫于量筒内粉体的上表面；其中，所述弹性件的伸缩量大于或等于量筒上下振动时的振幅。

4.一种测量粉体振实密度的振捣系统，其特征在于，包括：

振动装置，用于对装有一定质量粉体的量筒按照指定频率和幅度进行上下振动；

超声冲击装置，用于通过超声波冲击量筒内上表面的粉体，破坏受冲击粉体之间形成的粉体团；

控制装置，用于当粉体在量筒内的高度保持稳定时，控制所述振动装置和超声冲击装置停止对量筒内的粉体进行振动和超声波冲击。

5.根据权利要求4所述的测量粉体振实密度的振捣系统，其特征在于，所述振动装置，包括：

转动模块，用于当量筒上下振动指定次数后，量筒水平自转指定角度。

6.根据权利要求4或5所述的测量粉体振实密度的振捣系统，其特征在于，还包括压紧装置，用于将一底面为平面的压片伸入量筒内，该压片的顶面连接有弹性件，弹性件的另一端连接长度可调的支杆，调节支杆使压片始终压迫于量筒内粉体的上表面；其中，所述弹性件的伸缩量大于或等于量筒上下振动时的振幅。

7.根据权利要求6所述的测量粉体振实密度的振捣系统，其特征在于，所述压片的直径比量筒的直径小1-3毫米。

8.根据权利要求4或5所述的测量粉体振实密度的振捣系统，其特征在于，所述振动装置包括多个量筒固定位，分别做粉体振捣动作。

9.根据权利要求8所述的测量粉体振实密度的振捣系统，其特征在于，所述超声冲击装置包括多个超声波探头，分别对应指定的量筒设置于振动装置上。

10.根据权利要求9所述的测量粉体振实密度的振捣系统，其特征在于，所述多个超声波探头共用同一超声接口；

所述超声冲击装置包括超声波发生器，所述超声波发生器通过一超声波探头线连接于所述超声接口。