CN110208143A - 直读式密度管 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直读式密度管，包括带有刻度呈透明状用于盛装介质的样品检测管、密封设置在样品检测管顶部用于保证样品检测管内部压力状况的顶部盖板以及带有刻度并与样品检测管相连通用于将样品检测管内介质抽出的体积置换装置，顶部盖板的中部穿设有插入设置在样品检测管内部用于在样品检测管内介质排出时保持样品检测管内外压力一致的透明毛细管，透明毛细管上设置有便于调零的调零刻度线以及便于读数的读数刻度线。本发明测量精度很高，能够实现对体积较小样品体积的精准测量，不受测量环境的影响，实现了测量便捷性的目的。
Description
技术领域
本发明涉及体积测量装置技术领域，特别是一种直读式密度管。
背景技术
实验室中在进行不规则固体样品的体积测量时，多采用量筒、李氏瓶、容量瓶、量杯、移液管刻度尺等。通常会采用排水法进行测量，即先将容器装足够量的液体，将不规则固体样品完全浸没在液体中，测量出液体表面上升部分空间的体积，就等于不规则固体样品的体积。
但是，这些测量设备测量精度低，受介质体积膨胀系数、光线、温度、介质类型、操作方法等影响较大，精度稍微提高则设备操作复杂，对于环境条件要求苛刻。此外，对于体积较小的固体进行体积测量时，无法准确测量。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供了一种直读式密度管，以解决现有对样品进行测量的设备测量精度低、对于环境条件要求苛刻以及无法对体积较小的固体进行测量的问题，以实现对体积较小样品体积的精准测量，不受测量环境的影响，提高测量精度，实现测量便捷性的目的。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
直读式密度管，包括带有刻度呈透明状用于盛装介质的样品检测管、密封设置在样品检测管顶部用于保证样品检测管内部压力状况的顶部盖板以及带有刻度并与样品检测管相连通用于将样品检测管内介质抽出的体积置换装置，顶部盖板的中部穿设有插入设置在样品检测管内部用于在样品检测管内介质排出时保持样品检测管内外压力一致，以实现通过体积代排法直接量测被测样品体积的透明毛细管，透明毛细管上设置有便于调零的调零刻度线以及便于读数的读数刻度线。
进一步优化技术方案，所述体积置换装置包括按容积分级成不同规格的多个体积置换容器，各个体积置换容器内均设置有活塞以及与活塞固定连接的推拉杆。
进一步优化技术方案，所述体积置换容器与推拉杆之间设置有用于在推拉杆拉动活塞后对推拉杆的位置进行限位以防止体积置换容器发生自缩现象的压力固定机构。
进一步优化技术方案，所述压力固定机构包括开设在体积置换容器的侧壁上的安装孔、开设在推拉杆未与活塞连接的一端的限位杆安装孔以及一端挂接在安装孔内且另一端挂接在限位杆安装孔内呈三维类Z字型的限位杆。
进一步优化技术方案，所述体积置换容器的外侧套装设置有用于在拉动推拉杆时防止活塞拉脱的防拉脱机构。
进一步优化技术方案，所述防拉脱机构包括周向开设在体积置换容器侧壁上的多个卡销安装孔、卡设在卡销安装孔内且与体积置换容器轴线平行的卡销以及套设在卡销外侧用于将卡销紧固到体积置换容器侧壁上的套箍，卡销包括横向棒和与横向棒一体构成“7”字型的纵向棒，卡销的横向棒穿过卡销安装孔并指向体积置换容器的截面圆圆心。
进一步优化技术方案，所述样品检测管的侧壁底部连通设置有连通导管，连通导管通过第一连接管连接设置有用于将多个体积置换容器分别与样品检测管相连通的连接器，连接器通过多根第二连接管分别与各个体积置换容器相连通。
进一步优化技术方案，所述连接器和各个体积置换容器均固定设置在定位底座上，定位底座包括方形盒体以及分别竖向设置在方形盒体内腔中的两个高度不一的隔板，两个隔板和定位底座的一侧壁上分别开设有与体积置换容器相对应用于对体积置换容器进行定位的体积置换容器安装孔。
进一步优化技术方案，所述透明毛细管上的调零刻度线处设置有便于观察调零刻度线位置、呈水滴状的凸透镜。
进一步优化技术方案，所述顶部盖板为圆柱形二级阶梯型透明薄板，顶部盖板包括盖设在样品检测管顶端的第一透明薄板以及设置在第一透明薄板下方且与样品检测管内腔相吻合的第二透明薄板，第二透明薄板的外壁上设置有环向凹槽以及嵌装设置在环向凹槽内用于实现样品检测管内密封的弹性密封圈。
由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。
本发明利用连通器原理，结合毛细现象，通过体积代排法能够快速量测出被测样品体积，通过体积置换装置能够抽出与样品体积相近的一定量介质，再通过体积置换容器及与之相连接的连接管向样品检测管内注入适量介质，即可快速得出样品的体积，测量精度很高，能够实现对体积较小样品体积的精准测量，不受测量环境的影响，实现了测量便捷性的目的。
本发明体积置换容器按照容量十进制分级，体积置换容器的分级，保障测试结果精准，减少操作步骤，简化操作流程，适应于不同体积的样品。
本发明压力固定机构的设置能够在推拉杆拉动活塞后对推拉杆的位置进行限位，能够防止体积置换容器发生自缩现象。
本发明防拉脱机构能够在拉动推拉杆时防止活塞拉脱，卡销的横向棒的设置使得当推拉杆带动活塞向外抽拉时，横向棒能够对活塞进行限位。
本发明透明毛细管上的调零刻度线处设置的凸透镜便于观察调零刻度线位置。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明所述透明毛细管的结构示意图；
图3为本发明所述透明毛细管与顶部盖板的连接结构示意图；
图4为本发明所述样品检测管的结构示意图；
图5为本发明所述连接器与体积置换装置的连接结构示意图；
图6为本发明所述定位底座的结构示意图；
图7为本发明所述压力固定机构和防拉脱机构分别与体积置换容器的连接结构示意图；
图8为本发明所述限位杆的结构示意图；
图9为本发明所述套箍的结构示意图；
图10为本发明所述卡销的结构示意图；
图11为本发明所述体积置换容器的结构示意图。
其中：1、透明毛细管，11、凸透镜；2、样品检测管，21、连通导管；3、顶部盖板，31、第一透明薄板，32、第二透明薄板，33、弹性密封圈；4、第一连接管；5、连接器，51、主管，52、支管；6、第二连接管；7、体积置换装置，71、体积置换容器，72、推拉杆；8、压力固定机构，81、限位杆；9、防拉脱机构，91、套箍，92、卡销；10、定位底座，101、方形盒体，102、隔板，103、体积置换容器安装孔。
具体实施方式
下面将结合具体发明对本发明进行进一步详细说明。
一种直读式密度管，结合图1至图11所示，包括样品检测管2、顶部盖板3、体积置换装置7和透明毛细管1。
样品检测管2上带有刻度，呈透明状，为透明上下等直径圆筒，用于盛装介质，样品可以放入到样品检测管2内。
顶部盖板3密封设置在样品检测管2顶部，为可拆卸结构，用于保证样品检测管2内部压力状况。顶部盖板3为圆柱形二级阶梯型透明薄板，顶部盖板3包括第一透明薄板31以及第二透明薄板32。第一透明薄板31盖设在样品检测管2的顶端，第一透明薄板31刚好盖住样品检测管2管体。第二透明薄板32设置在第一透明薄板31下方，且与样品检测管2内腔相吻合，形状为略小于样品检测管2管体内壁。第二透明薄板32的外壁上设置有环向凹槽，环向凹槽内嵌装设置有弹性密封圈33，弹性密封圈33用于实现样品检测管2内密封，环向凹槽的设置避免弹性密封圈33异位或掉落，方便装置工作时调整工作状态。
透明毛细管1穿设在顶部盖板3的中部，并垂直于顶部盖板3，插入设置在样品检测管2内部，用于表征装置工作状态，能够在样品检测管2内介质排出时保持样品检测管2内外压力一致，以实现通过体积代排法直接量测被测样品体积。透明毛细管1上设置有调零刻度线和读数刻度线，调零刻度线的设置便于在操作时调零，读数刻度线便于读数。
为了便于观察调零刻度线位置，本发明在透明毛细管1上的调零刻度线处设置有凸透镜11，凸透镜11呈水滴状。
体积置换装置7上带有刻度，与样品检测管2相连通，用于将样品检测管2内的介质抽出。体积置换装置7包括多个体积置换容器71，多个体积置换容器71按容积分级成不同规格，体积置换容器71按照容量十进制分级，体积置换容器71的分级，保障测试结果精准，减少操作步骤，简化操作流程，适应于不同体积的样品。不同容积的体积置换容器71的外径和内径均不相同。体积置换容器71的外壁上设置有刻度线。
各个体积置换容器71内均设置有活塞以及与活塞固定连接的推拉杆72。体积置换容器71为注射器式可伸缩装置，方便操作。
体积置换容器71与推拉杆72之间设置有压力固定机构8，压力固定机构8即为推拉杆固定机构，压力固定机构8用于在推拉杆72拉动活塞后对推拉杆72的位置进行限位，达到置换体积精准一致，能够避免因体积置换容器71管体与透明毛细管1大气等压而造成的体积置换容器71自伸缩，以防止体积置换容器71发生自缩现象，保障装置可稳定高效地工作。
压力固定机构8包括安装孔、限位杆安装孔以及限位杆81。安装孔开设在体积置换容器71的侧壁上。限位杆安装孔开设在推拉杆72未与活塞连接的一端。限位杆81的一端挂接在安装孔内，且另一端挂接在限位杆安装孔内，呈三维类Z字型，为细铁丝，重力作用下限位杆81可绕所述推拉杆72尾部的限位杆安装孔自由旋转，工作状态为常开状态。
体积置换容器71的外侧套装设置有防拉脱机构9，防拉脱机构9用于在拉动推拉杆72时防止活塞拉脱。
防拉脱机构9包括卡销安装孔、卡销92以及套箍91。卡销安装孔周向开设在体积置换容器71的侧壁上。卡销92卡设在卡销安装孔内，且与体积置换容器71轴线平行。卡销92包括横向棒和与横向棒一体构成“7”字型的纵向棒，卡销92的横向棒穿过卡销安装孔，并指向体积置换容器71的截面圆圆心，多个卡销92的横向棒能够起到对活塞进行限位的作用。卡销92的横向棒的设置使得当推拉杆72带动活塞向外抽拉时，横向棒能够对活塞进行限位。
套箍91套设在卡销92外侧，用于将卡销92紧固到体积置换容器71侧壁上。
体积置换容器71为注射器针筒状，尾部十字方向设置有三个卡销安装孔和一个安装孔。
样品检测管2的侧壁底部连通设置有连通导管21，连通导管21通过第一连接管4连接设置有连接器5，连接器5用于将多个体积置换容器71分别与样品检测管2相连通，连接器5通过多根第二连接管6分别与各个体积置换容器71相连通。第一连接管4和第二连接管均为软管。
连通导管21与样品检测管2底部相连通，有效地避免了连通导管21进气导致压力不均衡，连通导管21为透明小导管，便于实时观察装置工作状态是否正常。
连接器5为排式多接口管状结构，包括横向设置的主管51以及与主管51相连通的支管52，支管52的数量与体积置换容器71的数量相对应。
连接器5和各个体积置换容器71均固定设置在定位底座10上。定位底座10包括方形盒体101以及两个隔板102，两个隔板102高度不一，分别竖向设置在方形盒体101内腔中。隔板102和定位底座10的一侧壁上分别开设有体积置换容器安装孔103，体积置换容器安装孔103与体积置换容器71相对应，用于对体积置换容器71进行定位。
本发明装置整体为常温常压环境工作装置，适用于普通的环境。样品检测管2和透明毛细管1注入的介质可为水、油、水银等液态流体(工作状态)，适用于普通的环境。
本发明的工作原理如下。
各个体积置换容器71分别与样品检测管2为相连通并构成连通器，样品检测管2的上部为压力空间，通过透明毛细管1与大气压等压，即连通器内部液体等压。
位于透明毛细管1下部的样品检测管2液面因在弹性密封圈33的密封作用，会与顶部盖板3的下部之间形成压力，能过保障样品检测管2液面与透明毛细管1液面的变化始终一致，即当样品检测管2的液面发生变化时，透明毛细管1的液面也会发生相应的变化。
体积置换容器71抽取或向样品检测管2内注入介质，始终能过保持透明毛细管1与样品检测管2的示值相一致，即当透明毛细管1内介质的液面重新回到调零刻度线线时，样品检测管2内的液面也会重新回到调零的位置。
本发明在进行小体积样品的体积量测的具体步骤如下。
S1、向样品检测管2内注入介质，并将带有透明毛细管1的顶部盖板3盖设在样品检测管2的顶部，此时顶部盖板3上的弹性密封圈33实现对样品检测管2顶部的密封。
此步骤中，在初次使用时不会直接从透明毛细管1向样品检测管2内注入介质，而是需取下顶部盖板3，再注入适量介质。
S2、调整装置状态，即调零。调整透明毛细管1内介质的液面与透明毛细管1的调零刻度线位置相平齐，可通过凸透镜11进行观察。
S3、根据样品的大小来选取与该样品体积相近的体积置换容器71，体积置换容器71的容积要略大于样品的体积，拉动推拉杆72，带动活塞移动，抽出略大于被测样品体积的介质，抽出的介质进入到体积置换容器71管体内。然后读取样品检测管2内介质的液位数值。
此步骤不得有介质溢出或其他方式损失。
S4、通过限位杆81对体积置换容器71的推拉杆72进行限位，保证体积置换容器71抽出的介质不会回流入样品检测管2。
S5、取下限位杆81，向内推动推拉杆72，带动活塞移动，注入介质到样品检测管2，使得透明毛细管1内的液面升高至透明毛细管1的调零刻度线位置，即重新调零。而后，直接读出所有的体积置换容器71上显示的数值之和即为样品排出介质的体积，即样品的体积。
Claims (10)
1.直读式密度管，其特征在于：包括带有刻度呈透明状用于盛装介质的样品检测管(2)、密封设置在样品检测管(2)顶部用于保证样品检测管(2)内部压力状况的顶部盖板(3)以及带有刻度并与样品检测管(2)相连通用于将样品检测管(2)内介质抽出的体积置换装置(7)，顶部盖板(3)的中部穿设有插入设置在样品检测管(2)内部用于在样品检测管(2)内介质排出时保持样品检测管(2)内外压力一致的透明毛细管(1)，透明毛细管(1)上设置有便于调零的调零刻度线以及便于读数的读数刻度线。
2.根据权利要求1所述的直读式密度管，其特征在于：所述体积置换装置(7)包括按容积分级成不同规格的多个体积置换容器(71)，各个体积置换容器(71)内均设置有活塞以及与活塞固定连接的推拉杆(72)。
3.根据权利要求2所述的直读式密度管，其特征在于：所述体积置换容器(71)与推拉杆(72)之间设置有用于在推拉杆(72)拉动活塞后对推拉杆(72)的位置进行限位以防止体积置换容器(71)发生自缩现象的压力固定机构(8)。
4.根据权利要求3所述的直读式密度管，其特征在于：所述压力固定机构(8)包括开设在体积置换容器(71)的侧壁上的安装孔、开设在推拉杆(72)未与活塞连接的一端的限位杆安装孔以及一端挂接在安装孔内且另一端挂接在限位杆安装孔内呈三维类Z字型的限位杆(81)。
5.根据权利要求2所述的直读式密度管，其特征在于：所述体积置换容器(71)的外侧套装设置有用于在拉动推拉杆(72)时防止活塞拉脱的防拉脱机构(9)。
6.根据权利要求5所述的直读式密度管，其特征在于：所述防拉脱机构(9)包括周向开设在体积置换容器(71)侧壁上的多个卡销安装孔、卡设在卡销安装孔内且与体积置换容器(71)轴线平行的卡销(92)以及套设在卡销(92)外侧用于将卡销(92)紧固到体积置换容器(71)侧壁上的套箍(91)，卡销(92)包括横向棒和与横向棒一体构成“7”字型的纵向棒，卡销(92)的横向棒穿过卡销安装孔并指向体积置换容器(71)的截面圆圆心。
7.根据权利要求2所述的直读式密度管，其特征在于：所述样品检测管(2)的侧壁底部连通设置有连通导管(21)，连通导管(21)通过第一连接管(4)连接设置有用于将多个体积置换容器(71)分别与样品检测管(2)相连通的连接器(5)，连接器(5)通过多根第二连接管(6)分别与各个体积置换容器(71)相连通。
8.根据权利要求7所述的直读式密度管，其特征在于：所述连接器(5)和各个体积置换容器(71)均固定设置在定位底座(10)上，定位底座(10)包括方形盒体(101)以及分别竖向设置在方形盒体(101)内腔中的两个高度不一的隔板(102)，两个隔板(102)和定位底座(10)的一侧壁上分别开设有与体积置换容器(71)相对应用于对体积置换容器(71)进行定位的体积置换容器安装孔(103)。
9.根据权利要求1所述的直读式密度管，其特征在于：所述透明毛细管(1)上的调零刻度线处设置有便于观察调零刻度线位置、呈水滴状的凸透镜(11)。
10.根据权利要求1所述的直读式密度管，其特征在于：所述顶部盖板(3)为圆柱形二级阶梯型透明薄板，顶部盖板(3)包括盖设在样品检测管(2)顶端的第一透明薄板(31)以及设置在第一透明薄板(31)下方且与样品检测管(2)内腔相吻合的第二透明薄板(32)，第二透明薄板(32)的外壁上设置有环向凹槽以及嵌装设置在环向凹槽内用于实现样品检测管(2)内密封的弹性密封圈(33)。
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