CN116429634A - 一种基于磁致伸缩原理的密度测量设备及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及测量技术领域，且公开了一种基于磁致伸缩原理的密度测量设备及其使用方法，该设备包括支架，所述支架的两侧均开设有滑槽，所述滑槽内滑动安装有横板，所述支架的顶部对称固定安装有电动推杆。本发明可实现对测杆垂直度的便于调整，使得即使在不平倾斜的平台上使用时，仍能保证测杆的垂直，从而使得不易出现浮球卡住的情况，保证测量的正常进行，且可实现在调整测杆垂直度的同时对浮球进行矫正定位，使其能居中，不会出现偏斜，使得不会影响测杆的垂直调整，自身便于对用于夹持球体的橡胶垫进行切换使用，当橡胶垫出现问题时，能通过切换继续进行使用，保证测量的正常进行，且便于对橡胶垫进行更换。

Description

一种基于磁致伸缩原理的密度测量设备及其使用方法

技术领域

本发明属于测量技术领域，特别涉及一种基于磁致伸缩原理的密度测量设备及其使用方法。

背景技术

磁致伸缩是指铁磁物质，由于其磁化状态的改变，所引起的线度和体积的变化。磁致伸缩是铁磁物质的一种属性。利用这种属性可把磁能转换成机械能。

液体密度的测量可通过磁致伸缩的原理进行，申请号为：201922172539.6的中国专利公开了一种基于磁致伸缩原理的液体密度测量计，该测量计充分利用的磁致伸缩液位移传感器的性能优势，长期工作稳定性好，使用方便，便于操作，具有可靠性好、精度高、使用方便、价格适中的特点，该产品造价相对较低，性价比高，但该测量计在使用时，当安装该测量计的平台不平倾斜时，该测量计会随之倾斜，使得磁致伸缩测杆上的浮球会随之倾斜，使得在使用时，浮球会容易出现卡住的情况，导致影响整个测量过程的进行。

因此，发明一种基于磁致伸缩原理的密度测量设备及其使用方法来解决上述问题很有必要。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种基于磁致伸缩原理的密度测量设备及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于磁致伸缩原理的密度测量设备，包括支架，所述支架的两侧均开设有滑槽，所述滑槽内滑动安装有横板，所述支架的顶部对称固定安装有电动推杆，所述电动推杆的伸缩端底端与横板固定连接，两个所述横板之间固定安装有球头套，所述球头套的内部转动安装有球体，所述球体的中部固定安装有测杆，所述测杆的外部固定套设有限位块，所述测杆的下部固定安装有载板，所述测杆的外部设有浮球，所述浮球的内部固定安装有环形电磁铁，所述浮球的顶部通过第一弹簧与限位块固定连接，所述测杆的底端设有配重球，所述横板的上方设有用于定位球体的定位组件。

进一步的，所述定位组件包括固定安装在横板顶部的筒体，所述筒体的底壁固定安装有第一电磁铁，所述筒体的内部滑动安装有活动杆，所述活动杆截面形状为T形，所述活动杆的材质为铁，两个所述活动杆的顶部共同固定安装有环板，所述环板的外部转动安装有圆板，所述球头套的外侧等距环绕开设有开口，所述开口内设有与圆板配合用于定位球体的夹持组件。

进一步的，所述夹持组件包括转动安装在开口内部上方的转轴，所述转轴的外部固定套设有与开口匹配的弧面板，所述转轴的两端均套设有扭簧，所述扭簧的两端分别与开口内壁和转轴固定连接，所述弧面板的顶部开设有安装口，所述弧面板的底部开设有与安装口连通的伸出口，所述安装口内设有橡胶垫，所述橡胶垫底部延伸出伸出口外，所述安装口的顶部通过连接轴转动安装有封闭板，所述封闭板的外侧设有橡胶圈，所述封闭板顶部设有拉环，所述封闭板将安装口封闭，所述圆板的顶部环绕开设有供弧面板穿过的横口，所述横口的数量比弧面板的数量少两个，所述弧面板的个数为偶数设置。

进一步的，所述测杆的下部开设有矩形腔体，所述矩形腔体居中设置，所述测杆的底端中部开设有与矩形腔体连通的矩形口，所述矩形腔体内滑动安装有T形杆，所述T形杆的底端延伸至矩形口外与配重球的顶端中部固定连接，所述矩形腔体的顶壁固定安装有第二电磁铁，所述T形杆材质为铁，所述载板的顶部等距环绕开设有活动槽，所述活动槽内滑动安装有用于对浮球矫正使其居中的矫正板，所述载板的底部开设有与活动槽连通的滑口，所述配重球的顶部设有用于驱动矫正板相互靠近运动的驱动组件，所述矫正板靠近载板中心处固定连接有第二弹簧。

进一步的，所述驱动组件包括倾斜固定安装在矫正板底端的挤压板，所述挤压板穿过滑口，所述配重球的顶部等距环绕固定安装有支撑杆，多个所述支撑杆的顶端共同固定安装有环形挤压板。

进一步的，所述矫正板具体设置为弧形的板状构件，所述矫正板与浮球外侧贴合。

进一步的，所述配重球具体设置为材质为不锈钢的实心球体构件。

如上述所述的基于磁致伸缩原理的密度测量设备的使用方法，包括如下步骤：

S1、使用时，将支架放在平台上，待测液体的样品放在平台下，平台上设有与样品位置对应的口，支架放置完成后，若平台不平倾斜，此时由于重力配重球带动测杆、球体会偏转，使得最终配重球垂直，从而保证测杆垂直；

S2、随后可通过定位组件将球体进行固定，使得测杆保持垂直状态，实现对测杆的便于调整；

S3、随后可启动电动推杆使其伸长带动横板、球头套以及球体下降，使得测杆及浮球随之下降进入到液体内，随后浮球受到液体浮力的作用，使得会上升对第一弹簧进行压缩使其形变产生作用力，浮球位置的变化会带动环形电磁铁随之运动，使得配合测杆可进行浮球位置的测量；

S4、最终得知浮球的位置，随后可计算出液体的密度，实现对液体密度的测量，通过对测杆的调整，使其保持垂直状态，从而使得不易出现浮球卡住的情况。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明可实现对测杆垂直度的便于调整，使得即使在不平倾斜的平台上使用时，仍能保证测杆的垂直，从而使得不易出现浮球卡住的情况，保证测量的正常进行；

2、本发明可实现在调整测杆垂直度的同时对浮球进行矫正定位，使其能居中，不会出现偏斜，使得不会影响测杆的垂直调整；

3、本发明便于对用于夹持球体的橡胶垫进行切换使用，当橡胶垫出现问题时，能通过切换继续进行使用，保证测量的正常进行，且便于对橡胶垫进行更换。

附图说明

图1示出了本发明实施例的基于磁致伸缩原理的密度测量设备的结构示意图；

图2示出了本发明实施例的部分结构的正视剖视结构示意图；

图3示出了本发明实施例的图2中A处放大结构示意图；

图4示出了本发明实施例的部分结构的俯视剖视结构示意图；

图中：1、支架；2、横板；3、电动推杆；4、球头套；5、球体；6、测杆；7、限位块；8、载板；9、第一弹簧；10、浮球；11、配重球；12、筒体；13、活动杆；14、环板；15、圆板；16、弧面板；17、封闭板；18、拉环；19、橡胶垫；20、横口；21、T形杆；22、第二电磁铁；23、矫正板；24、第二弹簧；25、挤压板；26、支撑杆；27、环形挤压板；28、第一电磁铁。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明提供了一种基于磁致伸缩原理的密度测量设备，如图1至图4所示，包括支架1，支架1的两侧均开设有滑槽，滑槽内滑动安装有横板2，支架1的顶部对称固定安装有电动推杆3，电动推杆3的伸缩端底端与横板2固定连接，两个横板2之间固定安装有球头套4，球头套4的内部转动安装有球体5，球体5的中部固定安装有测杆6，测杆6具体为现有技术中的磁致伸缩液位计上的供浮球滑动的测杆，可配合浮球进行液位的测量，测量的原理为现有技术，在此不做赘述，测杆6的外部固定套设有限位块7，测杆6的下部固定安装有载板8，测杆6的外部设有浮球10，浮球10的内部固定安装有环形电磁铁，浮球10的顶部通过第一弹簧9与限位块7固定连接，测杆6的底端设有配重球11，横板2的上方设有用于定位球体5的定位组件。

使用时，将支架1放在平台上，待测液体的样品放在平台下，平台上设有与样品位置对应的口，支架1放置完成后，若平台不平倾斜，此时由于重力配重球11带动测杆6、球体5会偏转，使得最终配重球11垂直，从而保证测杆6垂直，随后可通过定位组件将球体5进行固定，使得测杆6保持垂直状态，实现对测杆6的便于调整，随后可启动电动推杆3使其伸长带动横板2、球头套4以及球体5下降，使得测杆6及浮球10随之下降进入到液体内，随后浮球10受到液体浮力的作用，使得会上升对第一弹簧9进行压缩使其形变产生作用力，浮球10位置的变化会带动环形电磁铁随之运动，使得配合测杆6可进行浮球10位置的测量，测量的原理为现有技术中磁致伸缩液位计的测量原理，为现有技术，使得最终得知浮球10的位置，随后可计算出液体的密度，实现对液体密度的测量，通过对测杆6的调整，使其保持垂直状态，从而使得不易出现浮球10卡住的情况。

如图1、图2和图4所示，定位组件包括固定安装在横板2顶部的筒体12，筒体12的底壁固定安装有第一电磁铁28，筒体12的内部滑动安装有活动杆13，活动杆13截面形状为T形，活动杆13的材质为铁，两个活动杆13的顶部共同固定安装有环板14，环板14的外部转动安装有圆板15，球头套4的外侧等距环绕开设有开口，开口内设有与圆板15配合用于定位球体5的夹持组件。

按压圆板15使其带动环板14、活动杆13下降，圆板15配合夹持组件对球体5进行夹持固定，将第一电磁铁28通电使其具有磁性，最终活动杆13与第一电磁铁28吸附固定，实现对球体5的定位。

如图1至图4所示，夹持组件包括转动安装在开口内部上方的转轴，转轴的外部固定套设有与开口匹配的弧面板16，转轴的两端均套设有扭簧，扭簧的两端分别与开口内壁和转轴固定连接，弧面板16的顶部开设有安装口，弧面板16的底部开设有与安装口连通的伸出口，安装口内设有橡胶垫19，橡胶垫19底部延伸出伸出口外，安装口的顶部通过连接轴转动安装有封闭板17，封闭板17的外侧设有橡胶圈，封闭板17顶部设有拉环18，封闭板17将安装口封闭，圆板15的顶部环绕开设有供弧面板16穿过的横口20，横口20的数量比弧面板16的数量少两个，弧面板16的个数为偶数设置。

横口20为对称设置，圆板15下降使得对两个位置对称的弧面板16进行挤压使得弧面板16带动转轴向下转动，同时使得扭簧扭转形变产生作用力，最终配合橡胶垫19对球体5进行夹持，在圆板15下降的同时，其余的弧面板16穿过对应的横口20，使得不进行转动，当橡胶垫19磨损变薄至无法继续使用时，可转动圆板15使其带动横口20随之转动，使得待更换的橡胶垫19位于的弧面板16与横口20对齐，可实现对橡胶垫19的切换，使得在圆板15下降时能带动正常的橡胶垫19所位于的弧面板16向下转动，进行使用，可将需要更换的橡胶垫19对应的封闭板17配合拉环18打开，将内部的橡胶垫19更换，这样一来可便于对橡胶垫19进行更换，二来可当橡胶垫19出现问题时，能通过切换继续进行使用，保证测量的正常进行，可将第一电磁铁28断电使其失去磁性，失去对活动杆13的吸附固定，可将圆板15拉动上升复位，扭簧释放作用力带动转轴、弧面板16转动复位，取消对球体5的夹持固定。

如图1至图3所示，测杆6的下部开设有矩形腔体，矩形腔体居中设置，测杆6的底端中部开设有与矩形腔体连通的矩形口，矩形腔体内滑动安装有T形杆21，T形杆21的底端延伸至矩形口外与配重球11的顶端中部固定连接，矩形腔体的顶壁固定安装有第二电磁铁22，T形杆21材质为铁，载板8的顶部等距环绕开设有活动槽，活动槽内滑动安装有用于对浮球10矫正使其居中的矫正板23，载板8的底部开设有与活动槽连通的滑口，配重球11的顶部设有用于驱动矫正板23相互靠近运动的驱动组件，矫正板23靠近载板8中心处固定连接有第二弹簧24。

将第二电磁铁22通电使其具有磁性，推动配重球11使其带动T形杆21上升，配合驱动组件驱动多个矫正板23相互靠进的运动，同时对第二弹簧24进行压缩使其形变产生作用力，矫正板23的个数至少为四个，多个矫正板23相互靠近使得将浮球10夹持，对其进行矫正位置，使其最终能处于居中的位置，不会出现偏斜，使得不会影响测杆6的垂直调整，最终T形杆21与第二电磁铁22吸附固定，使得浮球10居中不动。

如图1至图3所示，驱动组件包括倾斜固定安装在矫正板23底端的挤压板25，挤压板25穿过滑口，配重球11的顶部等距环绕固定安装有支撑杆26，多个支撑杆26的顶端共同固定安装有环形挤压板27。

配重球11上升带动支撑杆26、环形挤压板27上升，使得配合倾斜的挤压板25的斜面对挤压板25进行挤压使其带动矫正板23向靠近载板8中心方向运动，使得多个矫正板23相互靠进的运动，使得对浮球10进行矫正定位，使其能居中，不会出现偏斜，同时矫正板23对第二弹簧24进行压缩使其形变产生作用力，可将第二电磁铁22断电使其失去磁性，形变的第二弹簧24释放作用力带动矫正板23、挤压板25复位，使得配合斜面推动环形挤压板27、支撑杆26及配重球11下降复位，使得浮球10可自由的运动，进行测量。

如图1所示，矫正板23具体设置为弧形的板状构件，矫正板23与浮球10外侧贴合。

使得矫正板23相互靠近时能对浮球10进行矫正使其能居中，不会偏斜，避免由于偏斜影响测杆6的垂直调整。

如图1所示，配重球11具体设置为材质为不锈钢的实心球体构件。

使得配重球11不易锈蚀，使用寿命长。

如上述的基于磁致伸缩原理的密度测量设备的使用方法，包括如下步骤：

S1、使用时，将支架1放在平台上，待测液体的样品放在平台下，平台上设有与样品位置对应的口，支架1放置完成后，若平台不平倾斜，此时由于重力配重球11带动测杆6、球体5会偏转，使得最终配重球11垂直，从而保证测杆6垂直；

S2、随后可通过定位组件将球体5进行固定，使得测杆6保持垂直状态，实现对测杆6的便于调整；

S3、随后可启动电动推杆3使其伸长带动横板2、球头套4以及球体5下降，使得测杆6及浮球10随之下降进入到液体内，随后浮球10受到液体浮力的作用，使得会上升对第一弹簧9进行压缩使其形变产生作用力，浮球10位置的变化会带动环形电磁铁随之运动，使得配合测杆6可进行浮球10位置的测量；

S4、最终得知浮球10的位置，随后可计算出液体的密度，实现对液体密度的测量，通过对测杆6的调整，使其保持垂直状态，从而使得不易出现浮球10卡住的情况。

工作原理：使用时，将支架1放在平台上，待测液体的样品放在平台下，平台上设有与样品位置对应的口，支架1放置完成后，若平台不平倾斜，此时由于重力配重球11带动测杆6、球体5会偏转，使得最终配重球11垂直，从而保证测杆6垂直，按压圆板15使其带动环板14、活动杆13下降，圆板15下降使得对两个位置对称的弧面板16进行挤压使得弧面板16带动转轴向下转动，同时使得扭簧扭转形变产生作用力，最终配合橡胶垫19对球体5进行夹持，在圆板15下降的同时，其余的弧面板16穿过对应的横口20，使得不进行转动，将第一电磁铁28通电使其具有磁性，最终活动杆13与第一电磁铁28吸附固定，实现对球体5的定位，使得测杆6保持垂直状态，实现对测杆6的便于调整，随后可启动电动推杆3使其伸长带动横板2、球头套4以及球体5下降，使得测杆6及浮球10随之下降进入到液体内，随后浮球10受到液体浮力的作用，使得会上升对第一弹簧9进行压缩使其形变产生作用力，浮球10位置的变化会带动环形电磁铁随之运动，使得配合测杆6可进行浮球10位置的测量，测量的原理为现有技术中磁致伸缩液位计的测量原理，为现有技术，使得最终得知浮球10的位置，随后可计算出液体的密度，实现对液体密度的测量，通过对测杆6的调整，使其保持垂直状态，从而使得不易出现浮球10卡住的情况；当橡胶垫19磨损变薄至无法继续使用时，可转动圆板15使其带动横口20随之转动，使得待更换的橡胶垫19位于的弧面板16与横口20对齐，可实现对橡胶垫19的切换，使得在圆板15下降时能带动正常的橡胶垫19所位于的弧面板16向下转动，进行使用，可将需要更换的橡胶垫19对应的封闭板17配合拉环18打开，将内部的橡胶垫19更换，这样一来可便于对橡胶垫19进行更换，二来可当橡胶垫19出现问题时，能通过切换继续进行使用，保证测量的正常进行；将第二电磁铁22通电使其具有磁性，推动配重球11使其带动T形杆21上升，配重球11上升带动支撑杆26、环形挤压板27上升，使得配合倾斜的挤压板25的斜面对挤压板25进行挤压使其带动矫正板23向靠近载板8中心方向运动，使得多个矫正板23相互靠进的运动，使得对浮球10进行矫正定位，使其能居中，不会出现偏斜，同时矫正板23对第二弹簧24进行压缩使其形变产生作用力，最终T形杆21与第二电磁铁22吸附固定，使得浮球10居中不动，使得不会影响测杆6的垂直调整，调整完成后，可将第二电磁铁22断电使其失去磁性，形变的第二弹簧24释放作用力带动矫正板23、挤压板25复位，使得配合斜面推动环形挤压板27、支撑杆26及配重球11下降复位，使得浮球10可自由的运动，进行测量；使用完成后，可将第一电磁铁28断电使其失去磁性，失去对活动杆13的吸附固定，可将圆板15拉动上升复位，扭簧释放作用力带动转轴、弧面板16转动复位，取消对球体5的夹持固定。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。

Claims (7)

1.一种基于磁致伸缩原理的密度测量设备，包括支架（1），其特征在于：所述支架（1）的两侧均开设有滑槽，所述滑槽内滑动安装有横板（2），所述支架（1）的顶部对称固定安装有电动推杆（3），所述电动推杆（3）的伸缩端底端与横板（2）固定连接，两个所述横板（2）之间固定安装有球头套（4），所述球头套（4）的内部转动安装有球体（5），所述球体（5）的中部固定安装有测杆（6），所述测杆（6）的外部固定套设有限位块（7），所述测杆（6）的下部固定安装有载板（8），所述测杆（6）的外部设有浮球（10），所述浮球（10）的内部固定安装有环形电磁铁，所述浮球（10）的顶部通过第一弹簧（9）与限位块（7）固定连接，所述测杆（6）的底端设有配重球（11），所述横板（2）的上方设有用于定位球体（5）的定位组件；所述定位组件包括固定安装在横板（2）顶部的筒体（12），所述筒体（12）的底壁固定安装有第一电磁铁（28），所述筒体（12）的内部滑动安装有活动杆（13），所述活动杆（13）截面形状为T形，所述活动杆（13）的材质为铁，两个所述活动杆（13）的顶部共同固定安装有环板（14），所述环板（14）的外部转动安装有圆板（15），所述球头套（4）的外侧等距环绕开设有开口，所述开口内设有与圆板（15）配合用于定位球体（5）的夹持组件。

2.根据权利要求1所述的基于磁致伸缩原理的密度测量设备，其特征在于：所述夹持组件包括转动安装在开口内部上方的转轴，所述转轴的外部固定套设有与开口匹配的弧面板（16），所述转轴的两端均套设有扭簧，所述扭簧的两端分别与开口内壁和转轴固定连接，所述弧面板（16）的顶部开设有安装口，所述弧面板（16）的底部开设有与安装口连通的伸出口，所述安装口内设有橡胶垫（19），所述橡胶垫（19）底部延伸出伸出口外，所述安装口的顶部通过连接轴转动安装有封闭板（17），所述封闭板（17）的外侧设有橡胶圈，所述封闭板（17）顶部设有拉环（18），所述封闭板（17）将安装口封闭，所述圆板（15）的顶部环绕开设有供弧面板（16）穿过的横口（20），所述横口（20）的数量比弧面板（16）的数量少两个，所述弧面板（16）的个数为偶数设置。

3.根据权利要求1所述的基于磁致伸缩原理的密度测量设备，其特征在于：所述测杆（6）的下部开设有矩形腔体，所述矩形腔体居中设置，所述测杆（6）的底端中部开设有与矩形腔体连通的矩形口，所述矩形腔体内滑动安装有T形杆（21），所述T形杆（21）的底端延伸至矩形口外与配重球（11）的顶端中部固定连接，所述矩形腔体的顶壁固定安装有第二电磁铁（22），所述T形杆（21）材质为铁，所述载板（8）的顶部等距环绕开设有活动槽，所述活动槽内滑动安装有用于对浮球（10）矫正使其居中的矫正板（23），所述载板（8）的底部开设有与活动槽连通的滑口，所述配重球（11）的顶部设有用于驱动矫正板（23）相互靠近运动的驱动组件，所述矫正板（23）靠近载板（8）中心处固定连接有第二弹簧（24）。

4.根据权利要求3所述的基于磁致伸缩原理的密度测量设备，其特征在于：所述驱动组件包括倾斜固定安装在矫正板（23）底端的挤压板（25），所述挤压板（25）穿过滑口，所述配重球（11）的顶部等距环绕固定安装有支撑杆（26），多个所述支撑杆（26）的顶端共同固定安装有环形挤压板（27）。

5.根据权利要求3所述的基于磁致伸缩原理的密度测量设备，其特征在于：所述矫正板（23）具体设置为弧形的板状构件，所述矫正板（23）与浮球（10）外侧贴合。

6.根据权利要求1所述的基于磁致伸缩原理的密度测量设备，其特征在于：所述配重球（11）具体设置为材质为不锈钢的实心球体构件。

7.一种如上述权利要求1-6任意一项所述的基于磁致伸缩原理的密度测量设备的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、使用时，将支架（1）放在平台上，待测液体的样品放在平台下，平台上设有与样品位置对应的口，支架（1）放置完成后，若平台不平倾斜，此时由于重力配重球（11）带动测杆（6）、球体（5）会偏转，使得最终配重球（11）垂直，从而保证测杆（6）垂直；

S2、随后可通过定位组件将球体（5）进行固定，使得测杆（6）保持垂直状态，实现对测杆（6）的便于调整；

S3、随后可启动电动推杆（3）使其伸长带动横板（2）、球头套（4）以及球体（5）下降，使得测杆（6）及浮球（10）随之下降进入到液体内，随后浮球（10）受到液体浮力的作用，使得会上升对第一弹簧（9）进行压缩使其形变产生作用力，浮球（10）位置的变化会带动环形电磁铁随之运动，使得配合测杆（6）可进行浮球（10）位置的测量；

S4、最终得知浮球（10）的位置，随后可计算出液体的密度，实现对液体密度的测量，通过对测杆（6）的调整，使其保持垂直状态，从而使得不易出现浮球（10）卡住的情况。

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