CN110308068A - 一种通过磁流体测量物质密度并分选物质的装置及方法 - Google Patents

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孙涛
田港
高素芳
黎照
周预非
贺梦玲
李洪亚
谢晓康
唐洪宇
张罗送
兰俊
高进
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Abstract

本发明提供了一种通过磁流体测量物质密度并分选物质的装置及方法，它包括两套相配和使用的装置，其中第一套装置的底端安装有蓄电池，所述蓄电池通过电流强度调节器与电磁铁相连，所述电磁铁之间设置有第一玻璃管；所述第二套装置的包括能够调节高度的支架，所述支架的顶部倾斜安装有第二玻璃管，所述第二玻璃管的顶部加工有多个均布的玻璃管孔洞，在所述第二玻璃管上等间距安装有多个磁铁。针对目前密度检测仪器测量不够精准，操作复杂以及不易携带等问题，该装置通过改变磁流体密度的大小来测量物体密度。

Description

一种通过磁流体测量物质密度并分选物质的装置及方法
技术领域
本发明涉及分选装置领域，特别是一种通过磁流体测量物质密度并分选物质的装置及方法。
背景技术
用磁流体测物体密度的装置是利用磁流体的密度随温度和磁场强度的改变而改变的性质。此装置改变了传统物质密度测量的繁琐操作，实现了物质的快速准确测量，能满足研究过程中对物质密度的精确测量要求。同时，测物质密度方面，我国各大科研院所、企业工厂等做科研的常用仪器多为密度计，密度计的发明也给科研工作者带来了很大的便利。但是，目前市面上的密度计大多只能单纯的测量固体物质或液态物质。单一的密度计能测的物质相当有限。针对上述缺陷，该装置不仅可以测量固体物质的密度还可以测量液体的密度。同时可以分离固体物质、液体物质及固液混合物。通过更换不同的磁流体介质，还可以获得不同区间的密度值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种不仅可以测量物体密度还能够分选物质的装置及方法，针对目前密度检测仪器测量不够精准，操作复杂以及不易携带等问题，该装置通过改变磁流体密度的大小来测量物体密度。
为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种通过磁流体测量物质密度并分选物质的装置，它包括两套相配和使用的装置，其中第一套装置的底端安装有蓄电池，所述蓄电池通过电流强度调节器与电磁铁相连，所述电磁铁之间设置有第一玻璃管；所述第二套装置的包括能够调节高度的支架，所述支架的顶部倾斜安装有第二玻璃管，所述第二玻璃管的顶部加工有多个均布的玻璃管孔洞，在所述第二玻璃管上等间距安装有多个磁铁。
所述蓄电池采用可充电的蓄电池，所述蓄电池上设置有充电口，所述蓄电池上设置有用于开启电源的开关，所述蓄电池上设置有用于显示电量的数显。
所述玻璃管的内部盛放有磁流体和非金属待测物。
所述第二玻璃管采用长条状圆柱玻璃管。
所述第二玻璃管内部盛放有磁流体及不同粒径的待分选物体。
所述磁流体是采用纳米数量级的磁性粒子包裹一层长链的表面活性剂，均匀的分散在基液中形成的一种均匀稳定的胶体溶液；所述磁流体具有超顺磁性，当周围磁力增大时它的密度随之增大。
所述支架上支撑的第二玻璃管的倾斜度为3~6°。
任意一项所述通过磁流体测量物质密度并分选物质的装置的方法，其特征在于它包括以下步骤：
步骤1：将磁流体倒入第一套装置的第一玻璃管中，然后放入不与磁流体相溶、反应的非金属待测物；
步骤2：打开电源，调大电流强度调节器，使电磁铁发射的磁场变大，从而使磁流体的密度变大，使非金属待测物漂浮在磁流体上，此时反复调节电流大小找到待测物下沉的临界点；
步骤3：用此时电流调节器对应的磁场强度在前期试验获得的磁场强度—密度曲线图上找出相对应的密度值，从而得到测量物体的密度；
任意一项所述通过磁流体测量物质密度并分选物质的装置的方法，其特征在于它包括以下步骤：
步骤1：当非金属待测物为不同密度物质组成时，将非金属待测物碾碎成粉末，放入第一玻璃管中；
步骤2：将磁流体密度调大，使所有非金属待测物全部漂浮在磁流体上，慢慢减小磁流体密度，当有物质密度小于磁流体密度时则会下沉，此时提取下沉物质并记录下此时磁场对应的密度；
步骤3：重复上述步骤，可以分选出不同密度的物体，并得到其对应的密度值，最终得到此混合物的密度成分；
步骤4：最后通过离心实验或调节磁场强度将磁流体分离出来，从而达到重复利用磁流体的目的。
任意一项所述通过磁流体测量物质密度并分选物质的装置的方法，其特征在于它包括以下步骤：
步骤1：将磁流体和不同粒径的待分选物体通过第二玻璃管上的玻璃管孔洞倒入玻璃管顶部；
步骤2：磁铁的磁感线会使磁流体带动待分选物体做稳定层流；
步骤3：此时物质已经按照不同粒径分选出来，用镊子和吸管从玻璃管上方的玻璃管孔洞里取出不同区域的磁流体和分选物；
步骤4：将磁流体和待分选物体放在玻璃杯中，在玻璃杯底部安装一个强力电磁铁，磁流体密度增大，分离物上浮，此时用镊子将分离物取出。
步骤5：最终分选出不同粒径的待分选物体。
本发明有如下有益效果：
1、本发明所述磁流体的基液以及表面活性剂根据待测物的密度范围而决定，通过更换不同的磁流体介质可以获得不同区间的密度，具有较广的测量范围。
2、装置底部安装蓄电池，可显示电流大小以及脱离插座独立进行测量。
3、第一套装置中玻璃管是透明的，通过玻璃管可以观测待测物体运动情况。
4、电流大小调节器与蓄电池以及电磁铁相连接，旋转电流大小调节器旋钮可调节电流大小，从而改变磁场强度，最终改变磁流体密度。
5、第一套装置中长条玻璃管上部留有孔洞，便于分选后取出不同粒径物质。
6、第二玻璃管末端向上倾斜3~6度，可使初期磁流体和待分离物集中在管头，便于后续磁流体的流动。
7、第二玻璃管上安装相对的磁铁，磁铁可以为磁流体提供动力使磁流体做稳定层流，在层流过程中可以将不同颗粒级配的物质分离。
8、提出的装置材料易得，可操作性强，结构简单、成本低，能够快速测得待测物密度以及分选不同密度物质。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明第一套装置的整体示意图。
图2为本发明第一套装置的电路图。
图3为本发明第二套装置的整体示意图。
图4为本发明磁场~密度强度曲线图。
图中：蓄电池1，电流强度调节器2，电磁铁3，磁流体4，非金属待测物5，第一玻璃管6，数显7，开关8，充电口9，第二玻璃管10，玻璃管孔洞11，磁铁12，支架13，待分选物体14。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
实施例1:
参见图1-4，一种通过磁流体测量物质密度并分选物质的装置，它包括两套相配和使用的装置，其中第一套装置的底端安装有蓄电池1，所述蓄电池1通过电流强度调节器2与电磁铁3相连，所述电磁铁3之间设置有第一玻璃管6；所述第二套装置的包括能够调节高度的支架13，所述支架13的顶部倾斜安装有第二玻璃管10，所述第二玻璃管10的顶部加工有多个均布的玻璃管孔洞11，在所述第二玻璃管10上等间距安装有多个磁铁12。
进一步的，所述蓄电池1采用可充电的蓄电池，所述蓄电池1上设置有充电口9，所述蓄电池1上设置有用于开启电源的开关8，所述蓄电池1上设置有用于显示电量的数显7。
进一步的，所述玻璃管6的内部盛放有磁流体4和非金属待测物5。
进一步的，所述第二玻璃管10采用长条状圆柱玻璃管。
进一步的，所述第二玻璃管10内部盛放有磁流体4及不同粒径的待分选物体14。
进一步的，所述磁流体4是采用纳米数量级的磁性粒子包裹一层长链的表面活性剂，均匀的分散在基液中形成的一种均匀稳定的胶体溶液；所述磁流体4具有超顺磁性，当周围磁力增大时它的密度随之增大。
进一步的，所述支架13上支撑的第二玻璃管10的倾斜度为3~6°。
实施例2：
任意一项所述通过磁流体测量物质密度并分选物质的装置的方法，其特征在于它包括以下步骤：
步骤1：将磁流体4倒入第一套装置的第一玻璃管6中，然后放入不与磁流体相溶、反应的非金属待测物5；
步骤2：打开电源1，调大电流强度调节器2，使电磁铁发射的磁场变大，从而使磁流体4的密度变大，使非金属待测物5漂浮在磁流体4上，此时反复调节电流大小找到待测物下沉的临界点；
步骤3：用此时电流调节器对应的磁场强度在前期试验获得的磁场强度—密度曲线图上找出相对应的密度值，从而得到测量物体的密度；
实施例3：
任意一项所述通过磁流体测量物质密度并分选物质的装置的方法，其特征在于它包括以下步骤：
步骤1：当非金属待测物5为不同密度物质组成时，将非金属待测物5碾碎成粉末，放入第一玻璃管6中；
步骤2：将磁流体4密度调大，使所有非金属待测物5全部漂浮在磁流体4上，慢慢减小磁流体4密度，当有物质密度小于磁流体4密度时则会下沉，此时提取下沉物质并记录下此时磁场对应的密度；
步骤3：重复上述步骤，可以分选出不同密度的物体，并得到其对应的密度值，最终得到此混合物的密度成分；
步骤4：最后通过离心实验或调节磁场强度将磁流体分离出来，从而达到重复利用磁流体的目的。
实施例4：
任意一项所述通过磁流体测量物质密度并分选物质的装置的方法，其特征在于它包括以下步骤：
步骤1：将磁流体4和不同粒径的待分选物体14通过第二玻璃管10上的玻璃管孔洞11倒入玻璃管顶部；
步骤2：磁铁的磁感线会使磁流体带动待分选物体14做稳定层流；
步骤3：此时物质已经按照不同粒径分选出来，用镊子和吸管从玻璃管上方的玻璃管孔洞11里取出不同区域的磁流体4和分选物14；
步骤4：将磁流体4和待分选物体14放在玻璃杯中，在玻璃杯底部安装一个强力电磁铁，磁流体密度增大，分离物上浮，此时用镊子将分离物取出。
步骤5：最终分选出不同粒径的待分选物体14。

Claims (10)

1.一种通过磁流体测量物质密度并分选物质的装置，其特征在于：它包括两套相配和使用的装置，其中第一套装置的底端安装有蓄电池（1），所述蓄电池（1）通过电流强度调节器（2）与电磁铁（3）相连，所述电磁铁（3）之间设置有第一玻璃管（6）；所述第二套装置的包括能够调节高度的支架（13），所述支架（13）的顶部倾斜安装有第二玻璃管（10），所述第二玻璃管（10）的顶部加工有多个均布的玻璃管孔洞（11），在所述第二玻璃管（10）上等间距安装有多个磁铁（12）。
2.根据权利要求1所述一种通过磁流体测量物质密度并分选物质的装置，其特征在于：所述蓄电池（1）采用可充电的蓄电池，所述蓄电池（1）上设置有充电口（9），所述蓄电池（1）上设置有用于开启电源的开关（8），所述蓄电池（1）上设置有用于显示电量的数显（7）。
3.根据权利要求1所述一种通过磁流体测量物质密度并分选物质的装置，其特征在于：所述玻璃管（6）的内部盛放有磁流体（4）和非金属待测物（5）。
4.根据权利要求1所述一种通过磁流体测量物质密度并分选物质的装置，其特征在于：所述第二玻璃管（10）采用长条状圆柱玻璃管。
5.根据权利要求1所述一种通过磁流体测量物质密度并分选物质的装置，其特征在于：所述第二玻璃管（10）内部盛放有磁流体（4）及不同粒径的待分选物体（14）。
6.根据权利要求3或4所述一种通过磁流体测量物质密度并分选物质的装置，其特征在于：所述磁流体（4）是采用纳米数量级的磁性粒子包裹一层长链的表面活性剂，均匀的分散在基液中形成的一种均匀稳定的胶体溶液；所述磁流体（4）具有超顺磁性，当周围磁力增大时它的密度随之增大。
7.根据权利要求1所述一种通过磁流体测量物质密度并分选物质的装置，其特征在于：所述支架（13）上支撑的第二玻璃管（10）的倾斜度为3~6°。
8.采用权利要求1-6任意一项所述通过磁流体测量物质密度并分选物质的装置的方法，其特征在于它包括以下步骤：
步骤1：将磁流体（4）倒入第一套装置的第一玻璃管（6）中，然后放入不与磁流体相溶、反应的非金属待测物（5）；
步骤2：打开电源（1），调大电流强度调节器（2），使电磁铁发射的磁场变大，从而使磁流体（4）的密度变大，使非金属待测物（5）漂浮在磁流体（4）上，此时反复调节电流大小找到待测物下沉的临界点；
步骤3：用此时电流调节器对应的磁场强度在前期试验获得的磁场强度—密度曲线图上找出相对应的密度值，从而得到测量物体的密度。
9.采用权利要求1-6任意一项所述通过磁流体测量物质密度并分选物质的装置的方法，其特征在于它包括以下步骤：
步骤1：当非金属待测物（5）为不同密度物质组成时，将非金属待测物（5）碾碎成粉末，放入第一玻璃管（6）中；
步骤2：将磁流体（4）密度调大，使所有非金属待测物（5）全部漂浮在磁流体（4）上，慢慢减小磁流体（4）密度，当有物质密度小于磁流体（4）密度时则会下沉，此时提取下沉物质并记录下此时磁场对应的密度；
步骤3：重复上述步骤，可以分选出不同密度的物体，并得到其对应的密度值，最终得到此混合物的密度成分；
步骤4：最后通过离心实验或调节磁场强度将磁流体分离出来，从而达到重复利用磁流体的目的。
10.采用权利要求1-6任意一项所述通过磁流体测量物质密度并分选物质的装置的方法，其特征在于它包括以下步骤：
步骤1：将磁流体（4）和不同粒径的待分选物体（14）通过第二玻璃管（10）上的玻璃管孔洞（11）倒入玻璃管顶部；
步骤2：磁铁的磁感线会使磁流体带动待分选物体（14）做稳定层流；
步骤3：此时物质已经按照不同粒径分选出来，用镊子和吸管从玻璃管上方的玻璃管孔洞（11）里取出不同区域的磁流体（4）和分选物（14）；
步骤4：将磁流体（4）和待分选物体（14）放在玻璃杯中，在玻璃杯底部安装一个强力电磁铁，磁流体密度增大，分离物上浮，此时用镊子将分离物取出；
步骤5：最终分选出不同粒径的待分选物体（14）。
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