CN113702240A - 玻璃密度检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种玻璃密度检测装置及检测方法，包括：工作台；称量部件，固定安装在工作台上；真空组件，包括用于容纳玻璃的真空容器、用于向真空容器内注水和抽真空的真空设备、以及与真空容器相连接的动力件，其中，动力件能够驱动真空容器水平和竖直运动至称量部件上，玻璃通过设置在真空容器内的挂篮保持竖直状态；以及挂架，固定在称量部件上，玻璃密度检测装置配置为：在真空容器运动至称量部件上时，挂篮和玻璃能够悬挂在挂架上并悬浮在水中，称量部件用于获取挂篮和玻璃的悬浮重量。在传统检测装置中增加真空设备，并经过设备抽真空后，排出水中及玻璃本身的气泡，减少实验误差，增加准确性。装置结构简单，可操作性强，且具有可重复性。
Description
技术领域
本公开涉及测量领域，具体地，涉及一种玻璃密度检测装置及检测方法。
背景技术
密度是玻璃产品的一项重要物性指标，生产中通常将密度测试作为一项日常检测工作，用来监控玻璃产品的稳定性。目前，玻璃行业密度测试通用的做法是依据阿基米德定律的称量法，依据该原理的测试装置通常包括分析天平、烧杯、温度计、吊盘、托盘等配件。
但对于厚度小于0.8mm的片状盖板玻璃的检测，由于样品本身重量较轻，轻微的误差便会导致密度测试结果误差大。利用阿基米德原理测量玻璃密度时，在测量玻璃湿重时，如果水样品表面附着气泡时，则需要将样品取出重新测试，在再次取放样品时也会碰触引起挂篮摆动和天平读数波动，引起称量误差的同时也延长了测量时间。对厚度为0.45mm，密度在2.4g/cm3的片状玻璃进行多次试验比较发现，用现有的密度测试装置的测量误差可达±0.0025g/cm3，该误差范围比较大，已不能满足监控产线玻璃稳定性需要。
发明内容
本公开的目的是提供一种玻璃密度检测装置及检测方法，以解决现有的检测方法测量误差较大，无法满足要求的技术问题。
为了实现上述目的，本公开提供一种玻璃密度检测装置，包括：
工作台；
称量部件，固定安装在所述工作台上；
真空组件，包括用于容纳玻璃的真空容器、用于向所述真空容器内注水和抽真空的真空设备、以及与所述真空容器相连接的动力件，其中，所述动力件能够驱动所述真空容器水平和竖直运动至所述称量部件上，所述玻璃通过设置在所述真空容器内的挂篮保持竖直状态；以及
挂架，固定在所述称量部件上，
所述玻璃密度检测装置配置为：在所述真空容器运动至所述称量部件上时，所述挂篮和所述玻璃能够悬挂在所述挂架上并悬浮在水中，所述称量部件用于获取所述挂篮和所述玻璃的悬浮重量。
可选地，所述真空容器包括容器本体和用于封闭所述容器本体顶端开口的密封盖，所述动力件与所述密封盖相连接，用于在所述密封盖和所述容器本体密封连接时驱动所述真空容器移动，且在移动至所述称量部件后将所述密封盖从所述容器本体上取下。
可选地，所述密封盖的顶壁还设置有压力表。
可选地，所述真空容器的内部设置有温度计，所述真空容器内侧壁上还设置有L型的支架，所述温度计固定在所述支架的横杆处。
可选地，所述挂篮包括用于承载所述玻璃的矩形框架，以及连接在所述矩形框架上的搭接环，所述搭接环能够固定在所述挂架的不同高度处。
可选地，所述真空设备包括敞口的中空的壳体，所述称量部件设置在所述壳体的内腔的一侧，所述动力件安装在所述壳体的与所述称量部件相对的侧壁上，所述真空容器在所述内腔内沿所述壳体的长度方向上移动至所述挂架的正下方。
根据本公开的再一个方面，还提供一种玻璃密度检测方法，包括根据以上所述的玻璃密度检测装置，所述检测方法包括：
将玻璃置于所述称量部件上，获取玻璃的净重M1；
控制所述真空设备注水和抽真空，并控制所述动力件将所述真空容器置于所述称量部件上；
将所述挂篮悬挂在所述挂架上，获取所述挂篮的悬浮重量M2；
将玻璃置于所述挂篮上，获取挂篮和玻璃的悬浮总重量M3；以及计算玻璃密度D，其中，
可选地，在控制所述真空设备注水和抽真空的步骤中，注入水量需覆盖所述挂篮，将所述真空容器内抽真空至预定压力，所述预定压力在0.75KPa-0.85KPa之间。
可选地，在所述控制所述真空设备注水和抽真空的步骤中，至少保持所述预定压力5min后，泄压至大气压。
可选地，所述检测方法还包括：
根据所述真空容器内的温度确定当前温度下的水密度ρT，其中，玻璃密度
通过上述技术方案，在传统玻璃密度检测装置中增加真空设备，并经过真空设备抽真空后，排出水中及玻璃本身的气泡，使水占据玻璃中的气孔，让水中气泡以及玻璃本身微气孔中的气泡对超薄盖板玻璃体积的影响大幅度降低，减少了实验误差，增加了盖板玻璃密度测量的准确性。装置结构简单，可操作性强，而且具有可重复性，不仅适用于常规尺寸的玻璃检测，也适用于0.8mm以下超薄玻璃的体积密度检测。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据本公开一种实施方式的玻璃密度检测装置的结构示意图(真空容器未置于称重部件上)。
图2是根据本公开一种实施方式的玻璃密度检测装置的结构示意图(真空容器置于称重部件上)。
图3是根据本公开一种实施方式的玻璃密度检测方法的流程图。
图4是根据本公开另一种实施方式的玻璃密度检测方法的流程图。
附图标记说明
1-工作台；11-称量部件；2-真空设备；21-动力件；3-真空容器；31-容器盖；32-压力表；33-支架；4-挂架；5-挂篮；6-温度计；7-玻璃。
具体实施方式
以下结合附图对本公开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公开，并不用于限制本公开。
在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”、“下”是根据玻璃密度检测装置的实际结构与布置状态进行定义的，具体可参考图2所示的图面方向，“内”、“外”是指相对于相应部件的轮廓而言的。此外，在下面的描述中，当涉及到附图时，除非另有解释，不同的附图中相同的附图标记表示相同或相似的要素。
根据本公开的一种实施方式，提供一种玻璃密度检测装置，如图1和图2所示，该检测装置可以包括：工作台1、固定安装在工作台1上的称量部件11以及真空组件，其中，真空组件包括可以用于容纳玻璃7的真空容器3、用于向真空容器3内注水和抽真空的真空设备2、以及与真空容器3相连接的动力件21。动力件21能够驱动真空容器3水平和竖直运动至称量部件11上，玻璃7通过设置在真空容器3内的挂篮5保持竖直状态。同时，检测装置还可以包括固定在称量部件11上的挂架4，称量部件11在称重时不包括挂架4的重量。玻璃密度检测装置配置为：在真空容器3运动至称量部件11上时，挂篮5和玻璃7能够悬挂在挂架4上并悬浮在水中，称量部件11用于获取挂篮5和玻璃7的悬浮重量。
通过上述技术方案，在传统玻璃密度检测装置中增加真空设备2，并经过真空设备2抽真空后，排出水中及玻璃7本身的气泡，使水占据玻璃7中的气孔，让水中气泡以及玻璃7本身微气孔中的气泡对超薄盖板玻璃体积的影响大幅度降低，减少了实验误差，增加了盖板玻璃密度测量的准确性。装置结构简单，可操作性强，而且具有可重复性，不仅适用于常规尺寸的玻璃7检测，也适用于0.8mm以下超薄玻璃的体积密度检测。
另外，需要说明的是，称量部件11可以为电子秤、天平、称量机等，本公开对此不做任何限定。
进一步地，如图1和图2所示，真空容器3还可以包括容器本体和用于封闭容器本体顶端开口的密封盖31，动力件21与密封盖31相连接，用于在密封盖31和容器本体密封连接时驱动真空容器3移动，且在移动至称量部件11后将密封盖31从容器本体上取下。动力件21可对装置实现自动化，真空设备2上可以设有相应的按键，当真空容器3需要进行注水、抽真空和移动等操作时，可以通过按动相应的按钮来完成相应的操作。其中，需要说明的是，动力件21可以包括升降杆与传送带，升降杆部分与密封盖31连接，当称量部件11设置在真空设备2内部时，传送带可以设置在真空设备2上表面处，若称量部件11设置在真空设备2外部时，传送带可以向真空设备2外侧做适量延伸，以将真空容器3传送到挂架4的下端。在其他实施方式中，动力件21还可以为直线电机、直线模组等，通过连接杆将密封盖31连接在动力件21的输出端，以带动密封盖31运动。另外，密封盖31和容器本体可以采用多个卡扣密封连接，卡扣解锁，打开密封盖31，将玻璃7和挂篮5放入真空容器3内，卡扣关闭，连接密封盖31和容器本体。
进一步地，如图1所示，密封盖31的顶壁还可以设置有压力表32，压力表32可以对真空容器3的内部的压力进行实时检测，以防止真空容器3内部的压力过高或过低，造成玻璃7损坏或是气泡未去除干净等情况影响实验数据。
根据本公开的一种实施方式，如图1和图2所示，真空容器3的内部还可以设置有温度计6，真空容器3内侧壁上还设置有L型的支架33，支架33的长端固定在真空容器3的内侧壁上，短端为横杆部分，与真空容器3横截面的径向方向相同，温度计6固定在支架33的横杆处，不与真空容器3的侧壁接触，以最大限度将外界和真空容器3本身的温度影响降低到最低。温度计6的作用是测量真空容器3的水温，不同水温下，水密度不同，在没有温度计6的情况下，水密度误差会对实验结果造成一定影响，测量水温可以精确定位测量过程中的水密度，减小实验误差。
根据本公开的一种实施方式，如图1所示，挂篮5可以包括用于承载玻璃7的矩形框架，以及连接在矩形框架上的搭接环，搭接环能够固定在挂架4的不同高度处，以使挂篮5的矩形框架能够悬空固定在挂架4上。当真空容器3抽真空后，通过搭接环挂在挂架4上，可以使挂篮5的矩形框架在测量时处于悬浮状态。挂篮5承载玻璃7的形状可以不局限于矩形框架，圆形、圆柱形、多边形等容器也均在本公开的保护范围内。
根据本公开的一种实施方式，如图1所示，真空设备2可以包括敞口的中空的壳体，称量部件11设置在壳体的内腔的一侧，动力件21安装在壳体的与称量部件11相对的侧壁上，真空容器3在内腔内沿壳体的长度方向上移动至挂架4的正下方。称量部件11设置在真空设备2的内部，使检测装置整体体积进一步缩小，不占用过多额外空间。
在上述方案的基础上，本公开还提供一种玻璃密度检测方法，该检测方法可以通过上述玻璃密度检测装置对玻璃密度进行检测，该检测方法具有上文介绍的检测装置的所有有益效果，此处不做过多赘述。如图3所示，该检测方法中包括步骤S301，将待测玻璃置于称量部件上，获取玻璃的净重M1；进一步地，执行步骤S302，按动真空设备对应按钮，控制真空设备注水后再进行抽真空，再通过真空设备控制其动力件将真空容器移动至称量部件上方后；执行步骤S303，将真空容器中的挂篮通过挂篮上的搭接扣悬挂在固定与称量部件上的挂架上，挂篮的篮筐部分，即非搭接扣部分没于水面下，此时读取称量部件上的数据，获取挂篮的悬浮重量M2；下一步，执行步骤S304，将待测玻璃放置于挂篮的篮筐内，此时挂篮的篮筐部分以及玻璃整体全部没于水面下，读取称量部件上的数据，获取挂篮和玻璃的悬浮总重量M3。最后，执行步骤S305，计算玻璃密度D，根据公式
即可得出玻璃密度。
下面说明公式
的推导过程，具体地，
根据：G玻-G玻悬＝F玻，
即，
得出：
其中，G玻为玻璃的重力，G玻悬为玻璃的悬浮重力，F浮为玻璃的浮力。
根据本公开的另一种实施方法，如图4所示，在步骤S402，即控制真空设备注水和抽真空的步骤中，注入水量需覆盖挂篮，将真空容器内抽真空至预定压力，预定压力在0.75KPa-0.85KPa之间，该压力数值为多次实验后的压力数值，由于盖板玻璃一般厚度会低于0.8mm以下，为超薄玻璃，低于该压力值很容易出现玻璃损坏的情况，但压力值过高则会导致水中以及玻璃本身的气泡消除不到位的情况，因此，经过大量实验，压力值设定在该范围内。
根据本公开的另一种实施方式，如图4所示，在步骤S402即控制真空设备注水和抽真空的步骤中，在进行抽真空后，至少保持预定压力5min后，再泄压至大气压，以防止抽真空时间过短，避免气泡未从玻璃及水中释出所导致的实验结果误差。
根据本公开的另一种实施方式，如图4所示，执行步骤S405，检测方法还可以包括根据真空容器内的温度确定当前温度下的水密度ρT，测量方法可以在容器内防止温度计，通过温度计上的数值查询对应温度的水密度ρT，再将上文公式中的ρ水替换，计算得出玻璃密度
该方法可以避免因环境温度导致的误差，提高实验的精确性，公式推导过程已在上文中说明，这里不再赘述。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (10)
1.一种玻璃密度检测装置，其特征在于，包括：
工作台(1)；
称量部件(11)，固定安装在所述工作台(1)上；
真空组件，包括用于容纳玻璃(7)的真空容器(3)、用于向所述真空容器(3)内注水和抽真空的真空设备(2)、以及与所述真空容器(3)相连接的动力件(21)，其中，所述动力件(21)能够驱动所述真空容器(3)水平和竖直运动至所述称量部件(11)上，所述玻璃(7)通过设置在所述真空容器(3)内的挂篮(5)保持竖直状态；以及
挂架(4)，固定在所述称量部件(11)上，
所述玻璃密度检测装置配置为：在所述真空容器(3)运动至所述称量部件(11)上时，所述挂篮(5)和所述玻璃(7)能够悬挂在所述挂架(4)上并悬浮在水中，所述称量部件(11)用于获取所述挂篮(5)和所述玻璃(7)的悬浮重量。
2.根据权利要求1所述的玻璃密度检测装置，其特征在于，所述真空容器(3)包括容器本体和用于封闭所述容器本体顶端开口的密封盖(31)，所述动力件(21)与所述密封盖(31)相连接，用于在所述密封盖(31)和所述容器本体密封连接时驱动所述真空容器(3)移动，且在移动至所述称量部件(11)后将所述密封盖(31)从所述容器本体上取下。
3.根据权利要求2所述的玻璃密度检测装置，其特征在于，所述密封盖(31)的顶壁还设置有压力表(32)。
4.根据权利要求1所述的玻璃密度检测装置，其特征在于，所述真空容器(3)的内部设置有温度计(6)，所述真空容器(3)内侧壁上还设置有L型的支架(33)，所述温度计(6)固定在所述支架(33)的横杆处。
5.根据权利要求1所述的玻璃密度检测装置，其特征在于，所述挂篮(5)包括用于承载所述玻璃(7)的矩形框架，以及连接在所述矩形框架上的搭接环，所述搭接环能够固定在所述挂架(4)的不同高度处。
6.根据权利要求1所述的玻璃密度检测装置，其特征在于，所述真空设备(2)包括敞口的中空的壳体，所述称量部件(11)设置在所述壳体的内腔的一侧，所述动力件(21)安装在所述壳体的与所述称量部件(11)相对的侧壁上，所述真空容器(3)在所述内腔内沿所述壳体的长度方向上移动至所述挂架(4)的正下方。
7.一种玻璃密度检测方法，包括根据权利要求1-6中任意一项所述的玻璃密度检测装置，其特征在于，所述检测方法包括：
将玻璃置于所述称量部件上，获取玻璃的净重M1；
控制所述真空设备注水和抽真空，并控制所述动力件将所述真空容器置于所述称量部件上；
将所述挂篮悬挂在所述挂架上，获取所述挂篮的悬浮重量M2；
将玻璃置于所述挂篮上，获取挂篮和玻璃的悬浮总重量M3；以及
计算玻璃密度D，其中，
8.根据权利要求7所述的玻璃密度检测方法，其特征在于，在控制所述真空设备注水和抽真空的步骤中，注入水量需覆盖所述挂篮，将所述真空容器内抽真空至预定压力，所述预定压力在0.75KPa-0.85KPa之间。
9.根据权利要求7所述的玻璃密度检测方法，其特征在于，在所述控制所述真空设备注水和抽真空的步骤中，至少保持所述预定压力5min后，泄压至大气压。
10.根据权利要求7所述的玻璃密度检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括：
根据所述真空容器内的温度确定当前温度下的水密度ρT，其中，玻璃密度
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