CN108225974A - 电子天平密度测量套件装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及密度测量装置领域，公开了一种电子天平密度测量套件装置，包括支撑架，该支撑架为具有对称中心线的轴对称结构且底端能够连接于电子天平的秤盘座上，并连接为使得该支撑架的重心以及所述电子天平的称量中心均位于该支撑架的所述对称中心线上；样品放置机构和/或浮力机构，该样品放置机构和/或浮力机构能够设置于所述支撑架上，并沿所述支撑架的所述对称中心线朝向该支撑架的底端延伸；以及，烧杯支架，该烧杯支架能够支撑于所述电子天平的面板上，且该烧杯支架与所述支撑架之间具有间隙。本发明的被测物的重心能够控制在以电子天平的称量中心为圆点的较小的半径区域内，以使得电子天平的测量结果更加精准。

Description

电子天平密度测量套件装置

技术领域

本发明涉及密度测量装置技术领域，具体地涉及一种电子天平密度测量套件装置。

背景技术

在电子天平应用中，有一项为被测物密度的检测功能，该功能利用阿基米德原理进行测定。在测量固体密度时，采用在空气中及水中分别测量被测物的重量，利用浮力公式计算出被测物的密度；在测量液体密度时，使用一体积已知的物体侵入水中，使用天平测定侵入物体所受到的浮力，根据公式浮力F＝ρ_液gv_排，可测得液体密度。目前市面上具有相似功能的装置以单臂支撑为主，同时结构使用材料均为金属，这会带来两个问题：

一、被称重物及支撑结构的整体重心偏移，同时会产生一定的扭矩，这使得测量易产生误差；

二、整体采用金属结构虽然能够导电，但该结构直接连接在电子天平系统上。如果被称重物与天平的电势差过大，电荷传导到电子天平，尤其是电磁力天平上将会对天平精度及稳定性造成影响，严重的更能造成不可修复的损坏。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的诸如被称重物及支撑机构的整体重心偏移导致测量易产生误差的问题。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种电子天平密度测量套件装置包括：

支撑架，该支撑架为具有对称中心线的轴对称结构且底端能够连接于电子天平的秤盘座上，并连接为使得该支撑架的重心以及所述电子天平的称量中心均位于该支撑架的所述对称中心线上；

样品放置机构和/或浮力机构，该样品放置机构和/或浮力机构能够设置于所述支撑架上，并沿所述支撑架的所述对称中心线朝向该支撑架的底端延伸；以及，

烧杯支架，该烧杯支架能够支撑于所述电子天平的面板上，且该烧杯支架与所述支撑架之间具有间隙。

优选地，所述支撑架和样品放置机构和/或浮力机构能够导电，其中，所述支撑架的底端通过连接头连接于所述秤盘座上，所述连接头采用非金属材料制成并能够利用万用表测得电阻值。

优选地，所述支撑架包括连接至所述连接头的若干条支撑臂。

优选地，所述支撑臂的横截面为圆形。

优选地，所述支撑臂连接有支撑件，该支撑件具有通孔，所述样品放置机构和/或浮力机构能够支撑于该支撑件上并穿过所述通孔延伸。

优选地，所述样品放置机构和/或浮力机构包括用于支撑于所述支撑件上的安装盖和连接于该安装盖下侧的浮子或样品托盘。

优选地，所述安装盖包括第一盖体和设置于该第一盖体下端的第二盖体，所述第一盖体或第二盖体能够支撑于所述支撑件上，并使得所述第二盖体的外周与所述通孔的内周相配合。

优选地，所述浮子包括浮子本体，所述浮子本体为玻璃浮子，体积为10±0.01立方厘米。

优选地，还包括不同规格的烧杯，所述烧杯能够放置于所述烧杯支架上并使得所述样品放置机构和/或浮力机构延伸至该烧杯内。

优选地，该电子天平密度测量附件装置还包括温度计和夹子，所述温度计为非直线结构，并能够通过所述夹子夹设于所述烧杯上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的效果：

(1)本发明的支撑架为轴对称结构加强了支撑架的强度，在测量中不易变形，同时由于该支撑架为轴对称结构，平衡了支撑架两侧的重量，使该支撑架的重心以及电子天平的称量中心均位于该支撑架的对称中心线上。

本发明的样品放置机构和/或浮力机构能够设置于该支撑架上并沿该支撑架的对称中心线向下延伸，进而的，本发明的被称重物的重心能够控制在以电子天平的称量中心为圆点的较小的半径区域内，以使得电子天平的测量结果更加精准。

(2)本发明的连接头采用非金属材料支撑且能够使用万用表测量电阻值，这保证了本发明的电子天平密度测量套件装置能够导电，同时电流强度被限制在较小范围内，有效的保护了电子天平尤其是电磁力电子天平在工作时不受干扰，以避免被损坏。

附图说明

图1是本发明的电子天平密度测量套件装置的结构示意图；

图2是本发明的样品放置机构的结构示意图；

图3是本发明的浮力机构的结构示意图。

附图标记说明

1 支撑架 12 支撑臂

2 样品放置机构 21 安装盖

22 样品悬挂架 23 样品托盘本体

3 烧杯支架 4 烧杯

5 温度计 6 浮力机构

62 浮子悬挂架 63 细绳

64 浮子本体 101 连接头

102 支撑件

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、……等仅用于将不同技术特征区别开来，并不用于限定技术特征的轻重主次，在需要的情况下，这些技术特征所能达到的效果基本相同。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

参照图1所示，本发明提供了一种电子天平密度测量套件装置，包括支撑架1，该支撑架1为具有对称中心线的轴对称结构且底端能够连接于电子天平的秤盘座上，并连接为使得该支撑架1的重心以及电子天平的称量中心均位于该支撑架1的对称中心线上；样品放置机构2，该样品放置机构2能够设置于支撑架1上，并沿支撑架1的对称中心线朝向该支撑架1的底端延伸；以及，烧杯支架3，该烧杯支架3能够支撑于电子天平的面板上，且该烧杯支架3与支撑架1之间具有间隙。

其中，电子天平的秤盘能够完全取下以露出秤盘座，进而的，本发明的电子天平密度测量套件装置能够安装于露出的秤盘座上，即本发明的支撑架1能够安装于露出的秤盘座上，安装方式不限于插接、焊接以及螺纹连接等。其中，能够理解的是，电子天平的称量中心具体可以指电子天平上测量物体重量最为准确的点位。其中，支撑架1能够绕其对称中心线旋转。其中，样品放置机构2用于测量固体密度。其中，烧杯支架3与支撑架1之间具有间隙即避免了烧杯支架3与支撑架1接触以防止烧杯支架3影响电子天平的测量精度。

应该理解的是，本发明的电子天平密度测量套件装置还包括烧杯4，该烧杯4可以为任意适合的规格，该烧杯4能够放置于烧杯支架3上，并使得样品放置机构2延伸至该烧杯4内。优选的，烧杯支架3穿越支撑架1放置并位于样品放置机构2的下方。在本发明的一个具体实施例中，本发明的电子天平密度测量套件装置还可以包括温度计5和夹子，温度计5为非直线结构，并能够通过夹子夹设于烧杯4上。

基于上述技术方案，众所周知的是，用电子天平测量密度时，需要利用悬挂结构(如样品放置机构2)以测量重物的重量(该重物可以是需要被测量密度的物体，也可以是用于测量物体密度的媒介)，这就会造成悬挂点与电子天平之间具有较大的距离，此时，若重物的重心超出了以电子天平的称量中心为圆点的较小的半径区域，则会在测量中产生扭矩以影响电子天平的测量精度。因此，本申请使支撑架1为轴对称结构，并使样品放置机构2能够设置于该支撑架1上并沿该支撑架1的对称中心线向下延伸，进而的，本发明的被称重物的重心能够控制在以电子天平的称量中心为圆点的较小的半径区域内。

又根据现有技术可知，需要被电子天平测量密度的物体上常常带有很大的静电，该静电会极大的影响电子天平的测量精度，因此，现有的电子天平密度测量套件装置通常会设置为能够导电，即整体采用金属结构以吸走被测物体上的静电。然而，由于这种金属结构直接与电子天平相连，如果被称重物与电子天平的电势差过大，电荷传导到电子天平，尤其是电磁力天平上将会对天平造成不可修复的损坏。为了解决该技术问题，本发明使电子天平密度测量套件装置通过连接头101安装于电子天平的秤盘座上，安装方式不限于插接、焊接以及螺纹连接等，该连接头101能够减小流经该电子天平密度测量套件装置的电流强度。

具体的，支撑架1和样品放置机构2均采用金属材料制成以能够导电，该支撑架1的底端可以通过连接头101连接于电子天平的秤盘座上，该连接头101采用非金属材料制成并能够利用万用表测得电阻值。进而的，电流能够从电子天平处流出，流经连接头101、支撑架1和样品放置机构2，最终吸走被测物体上的静电，同时由于该连接头101为能测得电阻值的非金属结构，进而的，该连接头101能够导电且相对于金属结构导电能力弱，进而的，该连接头101能够减小流经支撑架1以及样品放置机构2的电流强度以保护电子天平。

进一步的，支撑架1可以包括若干条支撑臂12，这些支撑臂12的一端连接至连接头，另一端汇聚于一点以使这些支撑臂12彼此相连，样品放置机构2可以沿支撑架1的对称中心线挂设于这些支撑臂12上。优选的，该支撑臂12的横截面为圆形以能够使该支撑臂12的支撑效果更好。

为了使支撑架1能够对样品放置机构2进行定位，上述的支撑臂12的一端连接至连接头101，另一端可以连接至该支撑件102，该支撑件102优选为轴对称结构，该支撑件102由金属材料制成以能够导电，该支撑件102具有通孔，样品放置机构2能够支撑于该支撑件102上并穿过通孔延伸。其中，为了使样品放置机构2便于安装到该支撑件102上，支撑件102上可以设置有开口，进而的，样品放置机构2能够免拆卸的穿过该开口安装在支撑件102上。其中，通孔可以为圆柱形、长方体形或锥体形等。

为了使样品放置机构2能够便于定位于支撑架1上，样品放置机构2可以包括用于支撑于支撑件102上的安装盖21和连接于该安装盖21下侧的样品托盘，该样品托盘包括连接于安装盖21下侧的样品悬挂架22和连接于该样品悬挂架22下侧的样品托盘本体23。该样品托盘本体23的宽度沿支撑架1的对称中心线由下向上逐渐增加，具体地，该样品托盘本体23呈正置的碗状，且该样品托盘本体23上设置有若干透气孔。密度大于或等于烧杯4中液体的密度的被测固体能够浸入至烧杯4中的液面下并放置于该样品托盘本体23上，同时，位于该样品托盘本体23底部的气泡能够通过该样品托盘本体23上的透气孔排至该样品托盘本体23的上方，进而的，电子天平能够通过样品托盘本体23测量出被测固体在该液体中的重量(正值)。

参照图2所示，作为对样品放置机构2的一种改进，样品放置机构2的样品托盘本体23的宽度还可以沿支撑架1的对称中心线由上向下逐渐增加，具体的，该样品托盘本体23呈倒置的碗状，且该样品托盘本体23上设置有若干透气孔。密度小于烧杯4中液体的密度的被测固体能够被该样品托盘本体23压至烧杯4中的液面下并放置于该样品托盘本体23的底部，同时，位于该样品托盘本体23底部的气泡能够通过该样品托盘本体23上的透气孔排至该样品托盘本体23的上方，进而的，电子天平能够通过样品托盘本体23测量出被测固体在该液体中的重量(负值)。

参照图3所示，该图示意出了能够替换样品放置机构2的浮力机构6，该浮力机构6除具有样品放置机构2的安装盖21外，还具有连接于该安装盖21下侧的浮子，浮子包括连接于安装盖21下侧的浮子悬挂架62、连接于该浮子悬挂架62下侧的细绳63以及连接于该细绳63下侧的浮子本体64，该浮力机构6的安装盖21、浮子悬挂架62以及细绳63由金属材料制成以能够导电，该浮子本体64采用玻璃制成且能够用于测量该液体的密度，该浮子本体64的体积为10±0.01立方厘米。

为了使上述样品放置机构2和浮力机构6能够更方便的定位于支撑架1上，上述的安装盖21优选为具有对称中心线的轴对称结构，该安装盖21能够通过上述通孔支撑于支撑件102上并使得该安装盖21的对称中心线与支撑架1的对称中心线相重合。

在本发明的一个具体实施例中，安装盖21包括第一盖体和设置于该第一盖体下端的第二盖体，第一盖体能够支撑于支撑件102上，并使得第二盖体的外周与通孔的内周相配合。具体的，通孔为圆柱形，第一盖体为直径大于该通孔的圆盘体，第二盖体为与该通孔相配合的圆柱体，进而的，第一盖体能够支撑于支撑件102上，并使得第二盖体能够设置于该通孔的内部。

在本发明的一个具体实施例中，安装盖21包括第一盖体和设置于该第一盖体下端的第二盖体，第二盖体能够支撑于支撑件102上，并使得该第二盖体的外周与通孔的内周相配合。具体的，支撑件102为支撑环，通孔为圆柱形，第二盖体为连接至第一盖体下端的倒置的梯形锥体，第二盖体的最大直径大于该通孔的孔径，且最小直径小于该通孔的孔径，进而的，该第二盖体能够部分设置于该通孔内并支撑于该支撑件102上。

根据本发明的电子天平密度测量套件装置的测量固体的方法为：

一、将具有样品放置机构2电子天平密度测量套件装置安装到电子天平上，样品放置机构2设置于支撑架1上并沿支撑架1的对称中心线朝向该支撑架1的底端延伸；

二、将被测固体放置到样品放置机构2的样品托盘本体23上，在空气中称量被测固体的重量并做记录；

三、向烧杯4中添加足量的液体(密度已知，可以为水、酒精和丙酮等)，通过样品托盘本体23使被测固体置于液体的内部(被测固体位于液面下且与烧杯4不接触)并称量出被测固体的重量，同时做记录；

四、根据阿基米德原理及浮力公式，计算出被测固体的密度。

根据本发明的电子天平密度测量套件装置的测量液体的方法为：

一、将具有浮力机构6的电子天平密度测量套件装置安装到电子天平上，浮力机构6设置于支撑架1上并沿支撑架1的对称中心线朝向该支撑架1的底端延伸；

二、向烧杯4中添加被测液体(密度未知)并使该被测液体淹没过浮力机构6的浮子本体64，称量浮子本体64的重量并记录；

三、根据阿基米德原理及浮力公式，计算出被测液体的密度。

结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电子天平密度测量套件装置，其特征在于，包括：

支撑架(1)，该支撑架(1)为具有对称中心线的轴对称结构且底端能够连接于电子天平的秤盘座上，并连接为使得该支撑架(1)的重心以及所述电子天平的称量中心均位于该支撑架(1)的所述对称中心线上；

样品放置机构(2)和/或浮力机构(6)，该样品放置机构(2)和/或浮力机构(6)能够设置于所述支撑架(1)上，并沿所述支撑架(1)的所述对称中心线朝向该支撑架(1)的底端延伸；以及，

烧杯支架(3)，该烧杯支架(3)能够支撑于所述电子天平的面板上，且该烧杯支架(3)与所述支撑架(1)之间具有间隙。

2.根据权利要求1所述的电子天平密度测量套件装置，其特征在于，所述支撑架(1)和样品放置机构(2)和/或浮力机构(6)能够导电，其中，所述支撑架(1)的底端通过连接头(101)连接于所述秤盘座上，所述连接头(101)采用非金属材料制成并能够利用万用表测得电阻值。

3.根据权利要求2所述的电子天平密度测量套件装置，其特征在于，所述支撑架(1)包括连接至所述连接头(101)的若干条支撑臂(12)。

4.根据权利要求2所述的电子天平密度测量套件装置，其特征在于，所述支撑臂(12)的横截面为圆形。

5.根据权利要求3所述的电子天平密度测量套件装置，其特征在于，所述支撑臂(12)连接有支撑件(102)，该支撑件(102)具有通孔，所述样品放置机构(2)和/或浮力机构(6)能够支撑于该支撑件(102)上并穿过所述通孔延伸。

6.根据权利要求5所述的电子天平密度测量套件装置，其特征在于，所述样品放置机构(2)和/或浮力机构(6)包括用于支撑于所述支撑件(102)上的安装盖(21)和连接于该安装盖(21)下侧的浮子或样品托盘。

7.根据权利要求6所述的电子天平密度测量套件装置，其特征在于，所述安装盖(21)包括第一盖体和设置于该第一盖体下端的第二盖体，所述第一盖体或第二盖体能够支撑于所述支撑件(102)上，并使得所述第二盖体的外周与所述通孔的内周相配合。

8.根据权利要求6所述的电子天平密度测量套件装置，其特征在于，所述浮子包括浮子本体(64)，所述浮子本体(64)为玻璃浮子，体积为10±0.01立方厘米。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电子天平密度测量套件装置，其特征在于，还包括不同规格的烧杯(4)，所述烧杯(4)能够放置于所述烧杯支架(3)上并使得所述样品放置机构(2)和/或浮力机构(6)延伸至该烧杯(4)内。

10.根据权利要求9所述的电子天平密度测量套件装置，其特征在于，该电子天平密度测量附件装置还包括温度计(5)和夹子，所述温度计(5)为非直线结构，并能够通过所述夹子夹设于所述烧杯(4)上。