CN109506732A - 一种不规则样品的测量装置及测量方法 - Google Patents

一种不规则样品的测量装置及测量方法 Download PDF

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张伟斌
周海强
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戴斌
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张才鑫
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Abstract

本发明公开了一种不规则样品的测量装置及测量方法，包括测量容器、螺帽、堵杆，所述测量容器由腔体和与腔体连通的细长导管组成，所述细长导管上设置有刻度值，所述腔体内部由半球体和圆柱体组成，所述半球体部分用于放置样品，所述圆柱体部分采用螺纹处理，用于连接螺帽，所述螺帽的内部腔体由半球体和与之连通的圆柱体的通孔组成，所述螺帽内部的半球体与所述测量容器腔体内部的半球体结合成完整的球体，所述堵杆用于封堵螺帽的圆柱体通孔。该装置可以通过测量排开有流动性的固体的体积获得物体的体积，进而根据体积和称量得到的质量，获得其密度值。

Description

一种不规则样品的测量装置及测量方法
技术领域
本发明涉及体积测量技术领域，具体涉及一种不规则样品的测量装置及测量方法，主要用于测量不能浸水、形状不规则的样品体积的测量。
背景技术
物体的体积测量方法通常有排水法和计算法。对于放入水中无物理化学特性变化的物体来说，由于水有浮力，可以通过测量物体受到的浮力大小来获得物体体积，这就是有名的阿基米德定律。另外对于形状规则的物理来说，还可以通过它的尺寸计算它的体积，这就是所谓的计算法。但是对于浸水会使其物理化学特性发生改变而且形状不规则物体来说，排水法和计算法都不适用。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明提供了一种不规则样品的测量装置及测量方法，该装置可以通过测量排开有流动性的固体的体积获得物体的体积，进而根据体积和称量得到的质量，获得其密度值。
为了达到上述技术效果，本发明提供了一种不规则样品的测量装置，包括测量容器、螺帽、堵杆，所述测量容器由腔体和与腔体连通的细长导管组成，所述细长导管上设置有刻度值，所述腔体内部由半球体和圆柱体组成，所述半球体部分用于放置样品，所述圆柱体部分采用螺纹处理，用于连接螺帽，所述螺帽的内部腔体由半球体和与之连通的圆柱体的通孔组成，所述螺帽内部的半球体与所述测量容器腔体内部的半球体结合成完整的球体，所述堵杆用于封堵螺帽的圆柱体通孔。
进一步的技术方案为，所述装置还包括漏斗，用于把测量介质从螺帽的圆柱体通孔填入装置内。
进一步的技术方案为，所述测量介质为氧化锆。
进一步的技术方案为，所述装置还包括堵盖，用于封堵所述测量容器的细长导管的端头，并用于在翻转和加减介质过程中放气以平衡大气压。
进一步的技术方案为，所述测量容器的材料为透明有机玻璃，且内外抛光，锐角进行倒角处理。
进一步的技术方案为，所述细长导管的内径为1～2mm，刻度值的精度精确到毫米。
本发明还提供了一种不规则样品的测量方法，包括以下步骤：
(1)获取测量介质的松装密度d0；
(2)用天平称量出测量装置的质量M0，待测样品的质量M2，游标卡尺测量出导管的内径r；
(3)测量容器的细长导管盖上堵盖，使大口部朝上，向导管中加入部分测量介质，使测量介质低于半球体位置，放入待测样品；
(4)盖上螺帽并旋紧；
(5)在螺帽上的通孔上放置漏斗，通过漏斗继续加入测量介质氧化锆，直到介质位置接近通孔口部并略低于杆端长度为止；
(6)用堵杆堵上通孔口部；
(7)翻转测量装置使细长导管朝上，打开堵盖，轻轻晃动使介质在测量装置中无空隙；
(8)当介质所在位置在细长导管刻度范围内时，从细长导管刻度上读取未填充介质的刻度长度信息L2(mm)；如果介质低于有刻度的细长导管位置，则翻转使细长导管朝下，打开堵杆，则重复(5)～(7)步，使介质位置满足要求并读取刻度长度信息；
(9)盖上堵盖，用天平称量出装有样品和介质的测量装置的总质量M3；
(10)计算出样品的容积：其中V0为测量装置的内腔的体积。
进一步的技术方案为，所述测量装置的内腔的体积的测量方法为：
(1)获得测量介质的松装密度d0；
(2)天平称量出测量装置的质量M0，游标卡尺测量出导管的内径r；
(3)测量容器的细长导管端口盖上堵盖，使大口部朝上，往导管加入部分测量介质，使介质低于半球体位置；
(4)盖上螺帽并旋紧；
(5)在螺帽上的通孔上放置漏斗，通过漏斗继续加入测量介质氧化锆，直到介质位置接近通孔口部并略低于杆端长度为止；
(6)用堵杆堵上通孔口部；
(7)翻转测量装置使细长导管朝上，打开堵盖，轻轻晃动使介质在测量装置中无空隙；
(8)当介质所在位置在细长导管刻度范围内时，从细长导管刻度上读取未填充介质的刻度长度信息L1(mm)；如果介质低于有刻度的细长导管位置，则翻转使细长导管向下，打开堵杆，重复(5)～(7)步，使介质位置满足要求并读取刻度信息；
(9)盖上堵盖，用天平称量出装有介质的测量装置的总质量M1；
(10)计算出测量装置的容积：
进一步的，根据获得的样品体积V，以及天平测量得到的质量M2，样品的密度
本发明的装置通过测量排开有流动性的固体的体积获得物体的体积，进而根据体积和称量得到的质量，获得其密度值。本装置巧妙利用小管径结构对可流动性固体体积变化的敏感性以及小颗粒氧化锆材料在松装下的刚性、良好的流动性、密度均匀性，将样品放入该装置，通过测量样品放入前后氧化锆颗粒体积变化，确定样品的体积，进而获得其密度数据。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明提供的装置可以测量不能浸水、形状不规则样品的体积，实现不规则样品体积的快速、准确测量，进而可根据测得的样品体积和称量得到的质量，获得样品的密度数据。达到获得关键样品体积和密度值等关键数据的目的。
附图说明
图1为本发明的测量装置的整体结构的剖面图；
图2为本发明的测量容器的剖面图；
图3为本发明的测量容器的主视图；
图4为本发明的螺帽的剖面图；
图5为本发明的堵杆的俯视图；
图6为本发明的堵杆的主视图；
图7为本发明的漏斗的剖面图；
图8为本发明的堵盖的剖面图。
具体实施方式
实施例1
一种不规则样品的测量装置，其结构如图1所示，包括测量容器、螺帽、堵杆，所述测量容器由腔体和与腔体连通的细长导管组成，其中测量容器的结构如图2和图3所示，所述细长导管上设置有刻度值，刻度值的精度精确到毫米，内径大小为1～2mm，本实施例中为1.5mm，内径大小直接影响样品体积测量精度，所述腔体内部由半球体和圆柱体组成，所述半球体部分用于放置样品，所述圆柱体部分采用螺纹处理，用于连接螺帽，螺帽的结构如图4所示，所述螺帽的内部腔体由半球体和与之连通的圆柱体的通孔组成，通孔是填装测量样品体积的介质(氧化锆)的通道，该通孔大小适宜，即方便通过漏斗把介质填入腔体，又可满足填装后堵上堵杆，翻转使导管朝上时介质所在的位置在导管刻度范围内。所述螺帽内部的半球体与所述测量容器腔体内部的半球体结合成完整的球体，所述堵杆用于封堵螺帽的圆柱体通孔。该装置还包括漏斗，用于把测量介质从螺帽的圆柱体通孔填入装置内。该装置还包括堵盖，用于封堵所述测量容器的细长导管的端头，并用于在翻转和加减介质过程中放气以平衡大气压。所述测量容器的材料为透明有机玻璃，且内外抛光，锐角进行倒角处理。
实施例2
该测量容器内部空腔的体积的测量方法，包括以下步骤：
1)从生产厂家获取测量介质(氧化锆)的松装密度d0，或者利用该体积测量装置采取多次测量装介质到细长导管不同位置的体积和质量差法获取测量介质(氧化锆)的松装密度d0；
2)用游标卡尺测量出导管的内径r，其设计值为1.5mm；
3)用天平称量出测量装置的质量M0；
4)测量容器的细长导管口盖上堵盖，使大口部朝上，往导管加入部分测量介质，使介质低于半球体位置；
5)盖上螺帽并旋紧；
6)在螺帽上的通孔上放置漏斗，通过漏斗继续加入测量介质氧化锆，直到介质位置接近通孔口部并略低于杆端长度为止；
7)用堵杆堵上通孔口部；
8)翻转测量装置使细长导管朝上，打开堵盖，轻轻晃动使介质在测量装置中无空隙；
9)当介质所在位置在细长导管刻度范围内时，从刻度上读取未填充介质的刻度长度信息L1(mm)；如果介质低于有刻度的细长导管位置，则翻转使细长导管向下，打开堵杆，则重复6～8步，使介质位置满足要求并读取刻度信息；
10)盖上堵盖，用天平称量出装有介质的测量装置的总质量M1；
11)计算出测量装置的容积：
12)打开堵盖，倒出氧化锆介质，将测量装置归位。
实施例3
样品体积的测量方法，包括以下步骤：
1)用天平称量出待测样品的质量M2；
2)测量容器的细长导管口盖上堵盖，使大口部朝上，往导管加入部分测量介质，使介质低于半球体位置，放入待测样品；
3)盖上螺帽并旋紧；
4)在螺帽上的通孔上放置漏斗，通过漏斗继续加入测量介质氧化锆，直到介质位置接近通孔口部并略低于杆端长度为止；
5)用堵杆堵上通孔口部；
6)翻转测量装置使细长导管朝上，打开堵盖，轻轻晃动使介质在测量装置中无空隙；
7)当介质所在位置在细长导管刻度范围内时，从细长导管刻度上读取未填充介质的刻度长度信息L2(mm)；如果介质低于有刻度的细长导管位置，则翻转使细长导管向下，打开堵杆，重复4～6步，使介质位置满足要求并读取刻度长度信息；
8)盖上堵盖，用天平称量出装有样品和介质的测量装置的总质量M3；
9)计算出样品的容积：
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (8)

1.一种不规则样品的测量装置，其特征在于，包括测量容器、螺帽、堵杆，所述测量容器由腔体和与腔体连通的细长导管组成，所述细长导管上设置有刻度值，所述腔体内部由半球体和圆柱体组成，所述半球体部分用于放置样品，所述圆柱体部分采用螺纹处理，用于连接螺帽，所述螺帽的内部腔体由半球体和与之连通的圆柱体的通孔组成，所述螺帽内部的半球体与所述测量容器腔体内部的半球体结合成完整的球体，所述堵杆用于封堵螺帽的圆柱体通孔。
2.根据权利要求1所述的不规则样品的测量装置，其特征在于，所述装置还包括漏斗，用于把测量介质从螺帽的圆柱体通孔填入装置内。
3.根据权利要求1所述的不规则样品的测量装置，其特征在于，所述测量介质为氧化锆。
4.根据权利要求1所述的不规则样品的测量装置，其特征在于，所述装置还包括堵盖，用于封堵所述测量容器的细长导管的端头，并用于在翻转和加减介质过程中放气以平衡大气压。
5.根据权利要求1所述的不规则样品的测量装置，其特征在于，所述测量容器的材料为透明有机玻璃，且内外抛光，锐角进行倒角处理。
6.根据权利要求1所述的不规则样品的测量装置，其特征在于，所述细长导管的内径为1～2mm，刻度值的精度精确到毫米。
7.一种不规则样品的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)获取测量介质的松装密度d0；
(2)用天平称量出测量装置的质量M0，待测样品的质量M2，游标卡尺测量出导管的内径r；
(3)测量容器的细长导管盖上堵盖，使大口部朝上，向导管中加入部分测量介质，使测量介质低于半球体位置，放入待测样品；
(4)盖上螺帽并旋紧；
(5)在螺帽上的通孔上放置漏斗，通过漏斗继续加入测量介质氧化锆，直到介质位置接近通孔口部并略低于杆端长度为止；
(6)用堵杆堵上通孔口部；
(7)翻转测量装置使细长导管朝上，打开堵盖，轻轻晃动使介质在测量装置中无空隙；
(8)当介质所在位置在细长导管刻度范围内时，从细长导管刻度上读取未填充介质的刻度长度信息L2(mm)；如果介质低于有刻度的细长导管位置，则翻转使细长导管朝下，打开堵杆，重复(5)～(7)步，使介质位置满足要求并读取刻度长度信息L2(mm)；
(9)盖上堵盖，用天平称量出装有样品和介质的测量装置的总质量M3；
(10)计算出样品的容积：其中V0为测量装置的内腔的体积。
8.根据权利要求7所述的不规则样品的测量方法，其特征在于，所述测量装置的内腔的体积的测量方法为：
(1)获得测量介质的松装密度d0；
(2)天平称量出测量装置的质量M0，游标卡尺测量出导管的内径r；
(3)测量容器的细长导管端口盖上堵盖，使大口部朝上，往测量容器加入部分测量介质，使介质低于半球体位置；
(4)盖上螺帽并旋紧；
(5)在螺帽上的通孔上放置漏斗，通过漏斗继续加入测量介质氧化锆，直到介质位置接近通孔口部并略低于杆端长度为止；
(6)用堵杆堵上通孔口部；
(7)翻转测量装置使细长导管朝上，打开堵盖，轻轻晃动使介质在测量装置中无空隙；
(8)当介质所在位置在细长导管刻度范围内时，从细长导管刻度上读取未填充介质的刻度长度信息L1(mm)；如果介质低于有刻度的细长导管位置，则翻转使细长导管向下，打开堵杆，重复(5)～(7)步，使介质位置满足要求并读取刻度信息L1(mm)；
(9)盖上堵盖，用天平称量出装有介质的测量装置的总质量M1；
(10)计算出测量装置的容积：。
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