CN112255140B - 液体密度智能化检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液体密度智能化检测仪，包括底座，底座的顶部竖直安装有支撑杆，支撑杆的顶部安装有测量底座，测量底座上安装有控制器、显示屏、语音播放模块和拉力传感器，控制器连接显示屏、语音播放模块和拉力传感器，显示屏位于测量底座的外侧面，拉力传感器的感应部朝下，并连接有拉力弹簧，拉力弹簧远离拉力传感器的一端设置有活动杆和钢丝绳；拉力弹簧容置在保护管套内，保护套管内设置有第一限位块和第二限位块，第二限位块和第一限位块之间活动放置活动杆；钢丝绳远离拉力弹簧的一端设置有测量盒，测量盒的盒盖和盒体可拆卸连接，测量盒内放置有重锤，重锤中空，其上设置有进液口。本装置可检测各种密度的液体，且操作方便，实用性好。

Description

液体密度智能化检测仪

技术领域

本发明涉及密度测量设备技术领域，特别涉及一种液体密度智能化检测仪。

背景技术

现有液体密度测量是利用比重计实现，比重计是根据阿基米德定律和物体浮在液面上平衡的条件制成的，是测定液体密度的一种仪器。

但是传统的波美比重计存在着如下缺点：1)为玻璃产品，使用时常浸在被测液中，比重计易碎甚至污染不能读取数据。2)测量容液的量程受限，被测液是一种未知密度的液体时，选取不合适量程的比重计会造成无法测。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种液体密度智能化检测仪，该检测仪可检测各种密度的液体，且操作方便，实用性好。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种液体密度智能化检测仪，包括底座，所述底座的顶部竖直安装有支撑杆，所述支撑杆的顶部安装有测量底座，所述测量底座上安装有控制器、显示屏、语音播放模块和拉力传感器，所述控制器连接显示屏、语音播放模块和拉力传感器，所述显示屏位于测量底座的外侧面，所述拉力传感器的感应部朝下，并连接有拉力弹簧，所述拉力弹簧远离拉力传感器的一端设置有活动杆和钢丝绳，所述活动杆的杆身垂直拉力弹簧的弹力方向设置；所述拉力弹簧容置在保护管套内，所述保护管套位于测量底座的底部，并竖直设置，所述保护套管内侧沿拉力弹簧弹力方向上设置有第一限位块和第二限位块，所述第一限位块相对第二限位块靠近拉力传感器，其中部开设供所述拉力弹簧活动穿设的第一通孔，所述第一限位块朝向第二限位块的侧面开设有能够容置活动杆的第一限位槽，所述限位槽内安装有开关按钮，所述开关按钮连接控制器，所述第二限位块的中部开设有供钢丝绳活动穿设的第二通孔，所述第二限位块朝向第一限位块的侧面上开设有能够容置活动杆的第二限位槽，所述第二限位槽槽底和第一限位槽槽底之间的间距略小于拉力弹簧拉伸的极限长度，所述第二限位块和第一限位块之间活动放置活动杆，所述活动杆活动容置在保护套管内，其随所述拉力弹簧在保护套管内活动，所述活动杆在拉力弹簧不受到来自钢丝绳的拉力时容置在第一限位槽内、并触碰开关按钮；所述钢丝绳远离拉力弹簧的一端设置有测量盒，所述测量盒的盒盖和盒体可拆卸连接，且两者连接时为密封式连接，所述测量盒内放置有重锤，所述重锤中空，其上设置有进液口，所述进液口设置有液盖。

优选地，所述支撑杆包括固定杆、升降电机、转动丝杆和升降杆，所述固定杆竖直固定在底座顶部，其内安装有所述升降电机和转动丝杆，所述升降电机固定在底座顶部，其输出轴连接所述转动丝杆，所述转动丝杆竖直放置，其外部螺纹套设所述升降杆，所述升降杆的外部与固定杆滑动连接，其上端处于所述固定杆外部，并在该上端安装有所述测量底座。

优选地，所述测量底座通过连接接头与支撑杆可拆卸连接，所述连接接头包括第一连接板、第二连接板、夹持板、连接杆和限位杆，所述第一连接板竖直设置在支撑杆的顶部，所述第二连接板竖直设置在测量底座一端的底部，所述夹持板平行正对第二连接板，其顶部的相对两侧均设置有连接杆，所述连接杆垂直夹持板板面设置，其活动穿设所述第二连接板，所述连接杆的杆身上设置有螺纹结构，并螺纹套设有锁紧螺母，所述锁紧螺母位于第二连接板背对夹持板的一侧，所述夹持板、第二连接板和第一连接板均开设有供限位杆穿设的限位孔，所述限位杆可拆卸安装在限位孔上。

优选地，所述保护套管正对第一限位块和第二限位块之间的部分采用透明材料制作。

优选地，所述保护套管上设置有锁定套，所述锁定套转动套设在保护管套上，其内侧间隔设置有两挡板，两挡板位于过所述锁定套转动中心的直线上，所述挡板平行第一限位块设置，其一端固连所述锁定套，另一端伸入所述保护套管内，并贴附所述第一限位块的底部，且该一端的端部不延伸至所述第一通孔处，所述挡板通过锁定套相对保护管套的转动盖合在第一限位槽槽口处或者与第一限位槽错开。

优选地，所述测量盒为空心圆柱结构，所述盒盖和盒体螺纹连接，所述钢丝绳连接盒盖。

优选地，所述重锤亦为空心圆柱结构，其底部和柱体螺纹连接，所述进液口开设在柱体上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过重锤中空可容置液体的方式改变重锤的重量，使得本装置能够根据所测液体的密度大小进行调整，从而准确测量不同液体的密度；再者，通过拉力弹簧及保护套管上第一限位块和第二限位块的设置，使得本装置在测量过程不会超过所设量程，且根据活动杆在第一限位块和第二限位块之间的活动可避免拉力弹簧和拉力感应器损坏；综上可知，本发明能够测量未知液体的密度，且不会超量程，测量准确性较好。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中A处放大时的剖视图；

图3是本发明的拆分图，图中，活动杆下拉容置在第二限位槽中；

图4是图3中B处放大图。

主要元件符号说明

图中：底座1、支撑杆2、固定杆21、升降电机22、转动丝杆23、升降杆24、连接接头3、第一连接板31、第二连接板32、夹持板33、连接杆34、锁紧螺母35、限位杆36、测量底座4、显示屏5、拉力弹簧6、活动杆7、钢丝绳8、保护套管9、第一限位槽10、第一通孔101、第一限位槽102、第二限位槽20、第二通孔201、第二限位槽202、锁定套30、挡板40、测量盒50、盒盖501、盒体502、重锤60、进液口70、进液盖80。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1至图4，在本发明的一种较佳实施方式中，一种液体密度智能化检测仪，包括底座1，所述底座1的顶部竖直安装有支撑杆2，所述支撑杆2的顶部安装有测量底座4，所述测量底座4上安装有控制器、显示屏5、语音播放模块和拉力传感器，所述控制器连接显示屏5、语音播放模块和拉力传感器，所述显示屏5位于测量底座4的外侧面，所述拉力传感器的感应部朝下，并连接有拉力弹簧6，所述拉力弹簧6远离拉力传感器的一端设置有活动杆7和钢丝绳8，所述活动杆7的杆身垂直拉力弹簧6的弹力方向设置；所述拉力弹簧6容置在保护管套内，所述保护管套位于测量底座4的底部，并竖直设置，所述保护套管9内侧沿拉力弹簧6弹力方向上设置有第一限位块和第二限位块，所述第一限位块相对第二限位块靠近拉力传感器，其中部开设供所述拉力弹簧6活动穿设的第一通孔101，所述第一限位块朝向第二限位块的侧面开设有能够容置活动杆7的第一限位槽10210，所述限位槽内安装有开关按钮，所述开关按钮连接控制器，所述第二限位块的中部开设有供钢丝绳8活动穿设的第二通孔201，所述第二限位块朝向第一限位块的侧面上开设有能够容置活动杆7的第二限位槽20220，所述第二限位槽20220槽底和第一限位槽10210槽底之间的间距略小于拉力弹簧6拉伸的极限长度，所述第二限位块和第一限位块之间活动放置活动杆7，所述活动杆7活动容置在保护套管9内，其随所述拉力弹簧6在保护套管9内活动，所述活动杆7在拉力弹簧6不受到来自钢丝绳8的拉力时容置在第一限位槽10210内、并触碰开关按钮；所述钢丝绳8远离拉力弹簧6的一端设置有测量盒50，所述测量盒50的盒盖501和盒体502可拆卸连接，且两者连接时为密封式连接，所述测量盒50内放置有重锤60，所述重锤60中空，其上设置有进液口70，所述进液口70设置有液盖80。

本发明能够测量未知密度的各种液体，其原理是利用测量盒50悬浮在待测液体中时受力平衡，基于平衡原理，测量盒50的重力G_盒等于其所受来自待测液体的浮力F_浮和拉力弹簧6的拉力F_拉，即，G_盒＝F_浮+F_拉，而浮力公式为：F_浮＝ρ_液*V_盒，在上述两式中，测量盒50的重力G_盒可直接测量得出，测量盒50的体积V_盒为定值，其在设计时确定，拉力弹簧6的拉力F_拉通过拉力传感器测量得出，具体可显示在显示屏5上，因此，基于上述可得到待测液体的密度ρ_液。

在本发明中，为了使得本装置能够测量不同密度的液体，本发明可通过测量盒50内重锤60质量的变化使得测量盒50的重力改变，具体是通过向重锤60内注入不同体积获知密度的液体来改变重锤60的质量，从而使得测量盒50在测量过程能够悬浮在待测液体中，避免出现漂浮和下沉带来测量的不准确性；再者，为了避免测量过程出现漂浮和下沉，本装置使用拉力弹簧6、拉力弹簧6上的活动杆7及保护套管9内的第一限位块和第二限位块的设置，使得测量过程出现漂浮或者下沉时试验者可及时获知，并根据相应的情况对重锤60的质量做变化，例如，测量盒50露出液面出现漂浮时，拉力弹簧6拉伸程度小，活动杆7容置至第一限位槽10210内，并抵接开关按钮，开关按钮响应后通过控制器促使语音播放模块播报以提醒操作者，此时，重锤60的质量过轻，需要更换注入密度更大的液体，或者注入更多的液体，再如，测量盒50出现下沉时，拉力弹簧6拉伸变形至接近极限拉伸长度，活动杆7容置在第二限位槽20220内，操作者通过查看到该情况，说明重锤60的质量过重，需要更换注入更少的液体或者密度较小的液体，因此，通过上述的设置，本装置能够测量密度未知的且不同密度的液体，并且可提高测量的准确性；此外，第二限位槽20220的设置，还可以对拉力弹簧6和拉力传感器进行保护，避免拉力弹簧6受拉超过其极限长度而损坏；优选地，所述第二限位槽20220内亦设置有开关按钮，当活动杆7容置至第二限位槽20220内，并抵接开关按钮后亦通过控制器促使语音播放模块播报以提醒操作者。

优选地，在本发明中，测量底座4安装在支撑杆2上，为了方便测量，本发明将支撑杆2的长度可调，使得测量底座4的水平安装高度可调，在本实施方式中，所述支撑杆2包括固定杆21、升降电机22、转动丝杆23和升降杆24，所述固定杆21竖直固定在底座1顶部，其内安装有所述升降电机22和转动丝杆23，所述升降电机22固定在底座1顶部，其输出轴连接所述转动丝杆23，所述转动丝杆23竖直放置，其外部螺纹套设所述升降杆24，所述升降杆24的外部与固定杆21滑动连接，其上端处于所述固定杆21外部，并在该上端安装有所述测量底座4，以通过上述的设置实现支撑杆2长度的自动可调。

优选地，所述测量底座4通过连接接头3与支撑杆2可拆卸连接，以将测量底座4拆离支撑杆2而单独使用，在本实施方式中，所述连接接头3包括第一连接板31、第二连接板32、夹持板33、连接杆34和限位杆36，所述第一连接板31竖直设置在支撑杆2的顶部，所述第二连接板32竖直设置在测量底座4一端的底部，所述夹持板33平行正对第二连接板32，其顶部的相对两侧均设置有连接杆34，所述连接杆34垂直夹持板33板面设置，其活动穿设所述第二连接板32，所述连接杆34的杆身上设置有螺纹结构，并螺纹套设有锁紧螺母35，所述锁紧螺母35位于第二连接板32背对夹持板33的一侧，所述夹持板33、第二连接板32和第一连接板31均开设有供限位杆36穿设的限位孔，所述限位杆36可拆卸安装在限位孔上，以通过限位杆36穿设限位孔的方式定位及促使连接接头3与支撑杆2连接的稳定性；优选地，所述限位孔为螺纹孔，所述限位杆36为螺纹杆，以提高限位杆36容置在限位孔内的稳定性。在上述设置中，该连接接头3通过连接杆34使得夹持板33和第二连接杆34的夹持宽度可调，使得连接接头3可夹持在不同壁厚的容器上，换言之，通过上述连接接头3的设置，可通过取样的方式放置在测量杯或者其他容器中，测量杯或者其他容器放置在底座1上，并位于测量盒50正下方，或者，将测量底座4取下，拿至待测液体旁，并固定在容置待测液体的箱体周沿的位置，测量盒50下垂到待测液体中进行测量即可。

优选地，所述保护套管9正对第一限位块和第二限位块之间的部分采用透明材料制作，以便于查看拉力弹簧6的情况。

优选地，所述保护套管9上设置有锁定套30，所述锁定套30转动套设在保护管套上，其内侧间隔设置有两挡板40，两挡板40位于过所述锁定套30转动中心的直线上，所述挡板40平行第一限位块设置，其一端固连所述锁定套30，另一端伸入所述保护套管9内，并贴附所述第一限位块的底部，且该一端的端部不延伸至所述第一通孔101处，所述挡板40通过锁定套30相对保护管套的转动盖合在第一限位槽10210槽口处或者与第一限位槽10210错开，以通过上述的设置使得在未进行测量时，拉力弹簧6可减少拉伸的可能，从而保护拉力弹簧6。

优选地，所述测量盒50为空心圆柱结构，所述盒盖501和盒体502螺纹连接，所述钢丝绳8连接盒盖501；所述重锤60亦为空心圆柱结构，其底部和柱体螺纹连接，所述进液口70开设在柱体上。

优选地，在本实施方式中，所述语音播报模块为扬声器，所述显示屏5为触摸屏。

需要说明的是，本发明重锤60在注入液体后，需要先确定重锤60的质量，而后再进行测试；再者，本发明还可以预先在控制器中输入待测液体密度的计算公式，控制器还预先输入测量盒50的体积及重量，在测量时，拉力传感器检测到的拉力弹簧6的拉力F_拉传递至控制器中，待测量稳定后，通过显示屏5输入重锤60的质量，基于计算公式，控制器即可算出待测液体的密度ρ_液，该密度ρ_液显示在显示屏5中。

此外，为了便于重锤60质量的测量，本发明在底座1上设置有称重平台，重锤60通过放置在称重平台上，即可获知重锤60的质量。为了便于收纳及调整钢丝绳的长度，所述钢丝绳8均与拉力弹簧6、测量盒50可拆卸连接，以根据实际需要更换钢丝绳，或者拆下钢丝绳，从而使得测量盒50脱离拉力弹簧6，保护拉力弹簧6。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (6)

1.一种液体密度智能化检测仪，包括底座，其特征在于：所述底座的顶部竖直安装有支撑杆，所述支撑杆的顶部安装有测量底座，所述测量底座上安装有控制器、显示屏、语音播放模块和拉力传感器，所述控制器连接显示屏、语音播放模块和拉力传感器，所述显示屏位于测量底座的外侧面，所述拉力传感器的感应部朝下，并连接有拉力弹簧，所述拉力弹簧远离拉力传感器的一端设置有活动杆和钢丝绳，所述活动杆的杆身垂直拉力弹簧的弹力方向设置；所述拉力弹簧容置在保护套管内，所述保护套管位于测量底座的底部，并竖直设置，所述保护套管内侧沿拉力弹簧弹力方向上设置有第一限位块和第二限位块，所述第一限位块相对第二限位块靠近拉力传感器，其中部开设供所述拉力弹簧活动穿设的第一通孔，所述第一限位块朝向第二限位块的侧面开设有能够容置活动杆的第一限位槽，所述第一限位槽内安装有开关按钮，所述开关按钮连接控制器，所述第二限位块的中部开设有供钢丝绳活动穿设的第二通孔，所述第二限位块朝向第一限位块的侧面上开设有能够容置活动杆的第二限位槽，所述第二限位槽槽底和第一限位槽槽底之间的间距略小于拉力弹簧拉伸的极限长度，所述第二限位块和第一限位块之间活动放置活动杆，所述活动杆活动容置在保护套管内，其随所述拉力弹簧在保护套管内活动，所述活动杆在拉力弹簧不受到来自钢丝绳的拉力时容置在第一限位槽内、并触碰开关按钮；所述钢丝绳远离拉力弹簧的一端设置有测量盒，所述测量盒的盒盖和盒体可拆卸连接，且两者连接时为密封式连接，所述测量盒内放置有重锤，所述重锤中空，其上设置有进液口，所述进液口设置有液盖；

所述保护套管上设置有锁定套，所述锁定套转动套设在保护套管上，其内侧间隔设置有两挡板，两挡板位于过所述锁定套转动中心的直线上，所述挡板平行第一限位块设置，其一端固连所述锁定套，另一端伸入所述保护套管内，并贴附所述第一限位块的底部，且该一端的端部不延伸至所述第一通孔处，所述挡板通过锁定套相对保护套管的转动盖合在第一限位槽槽口处或者与第一限位槽错开。

2.如权利要求1所述的一种液体密度智能化检测仪，其特征在于：所述支撑杆包括固定杆、升降电机、转动丝杆和升降杆，所述固定杆竖直固定在底座顶部，其内安装有所述升降电机和转动丝杆，所述升降电机固定在底座顶部，其输出轴连接所述转动丝杆，所述转动丝杆竖直放置，其外部螺纹套设所述升降杆，所述升降杆的外部与固定杆滑动连接，其上端处于所述固定杆外部，并在该上端安装有所述测量底座。

3.如权利要求1所述的一种液体密度智能化检测仪，其特征在于：所述测量底座通过连接接头与支撑杆可拆卸连接，所述连接接头包括第一连接板、第二连接板、夹持板、连接杆和限位杆，所述第一连接板竖直设置在支撑杆的顶部，所述第二连接板竖直设置在测量底座一端的底部，所述夹持板平行正对第二连接板，其顶部的相对两侧均设置有连接杆，所述连接杆垂直夹持板板面设置，其活动穿设所述第二连接板，所述连接杆的杆身上设置有螺纹结构，并螺纹套设有锁紧螺母，所述锁紧螺母位于第二连接板背对夹持板的一侧，所述夹持板、第二连接板和第一连接板均开设有供限位杆穿设的限位孔，所述限位杆可拆卸安装在限位孔上。

4.如权利要求1所述的一种液体密度智能化检测仪，其特征在于：所述保护套管正对第一限位块和第二限位块之间的部分采用透明材料制作。

5.如权利要求1所述的一种液体密度智能化检测仪，其特征在于：所述测量盒为空心圆柱结构，所述盒盖和盒体螺纹连接，所述钢丝绳连接盒盖。

6.如权利要求1所述的一种液体密度智能化检测仪，其特征在于：所述重锤亦为空心圆柱结构，其底部和柱体螺纹连接，所述进液口开设在柱体上。