CN204988939U - 一种用于测量固体密度的测定仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种用于测量固体密度的测定仪，包括相互耦合的数据检测部和密度呈现部；所述数据检测部包括：天平；旋转台，固定于所述精密天平的上部；三维扫描仪，通过固定支架与所述精密天平固定，朝向所述旋转台设置，所述固定支架一端固定于所述精密天平外侧壁处，另一端垂直向上延伸，以固定所述三维扫描仪。由上，精密天平检测待测固体的质量，三维扫描仪通过旋转台的转动采集到待测固体的三维形貌，最终由密度呈现部依据质量数据和三维形貌数据计算出待测固体的密度，采用非接触的方式直接测定固体密度，方便快捷。

Description

一种用于测量固体密度的测定仪

技术领域

本实用新型涉及测定仪技术领域，特别涉及一种用于测量固体密度的测定仪。

背景技术

传统的固体密度测量方法包括：先用天平称出固体的质量，然后将固体放入一个预先准备好装满某种液体，排液孔外接有一个空量筒，根据所排液体的体积测出固体体积。固体的密度就是土体质量除以固体的体积。在整个过程中，由于在测量土体的质量后，将固体放入排液桶的过程中，有可能会有少量土体遗失从而造成操作误差较大，并且，由于涉及数值计算，出错的概率也比较高。

另一种方式是采用固体密度测量仪测量固体密度，其原理是通过浮力与密度计算公式的推导与变换形成等式。其典型过程是，首先利用高精密固体分析天平分别计算出待测样品在空气中的重量W₁和在水中之重量W₂，水的密度默认为ρ_水＝1，通过V_样品＝V_排水建立等式，即可计算出样品的密度值：ρ＝W₁/(W₁-W₂)*ρ_水。此方法的缺点是被测固体需要浸润到水(或其他液体)中，这增加了清理的难度，而且不适用于可溶性的固体的测试。同时，由于需要分别测试固体和液体中的质量，操作较复杂，耗费时间长，通常需要几分钟时间。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种用于测量固体密度的测定仪，包括相互耦合的数据检测部和密度呈现部；

所述数据检测部包括：

天平；

旋转台，固定于所述天平的上部；

三维扫描仪，通过固定支架与所述天平固定，朝向所述旋转台设置，所述固定支架一端固定于所述天平外侧壁处，另一端垂直向上延伸，以固定所述三维扫描仪。

由上，天平检测待测固体的质量，三维扫描仪通过旋转台的转动采集到待测固体的三维形貌，最终由密度呈现部依据质量数据和三维形貌数据计算出待测固体的密度，采用非接触的方式直接测定固体密度，方便快捷。

可选的，所述天平包括一壳体，壳体内部包括相互电连接的称重传感器和模数转换模块。

可选的，所述称重传感器和模数转换模块安装于所述壳体内部底板处。

由上，将所检测的待测固体的质量传输至密度呈现部。

可选的，所述旋转台包括：齿轮箱，固定于所述称重传感器的顶部；

电机，固定于所述齿轮箱侧壁；

传动部件，固定于所述齿轮箱上部；

平台，固定于所述传动部件上部；

所述电机的动力输出端与所述齿轮箱传动连接，所述齿轮箱通过所述传动部件带动所述平台旋转。

由上，一方面可以进行旋转，另一方面当待测固定放置在平台上以后，使得天平检测其质量。

可选的，所述天平的壳体内部还包括启停控制装置，分别与所述称重传感器和所述电机电连接。

由上，当称重传感器检测到待测物体后，便可通知启停控制装置启动电机，从而实现检测过程的自动化。

可选的，数据检测部和密度呈现部的所述耦合方式包括：串口通信耦合、网口通信耦合和/或Wi-Fi通信耦合。

可选的，所述密度呈现部至少包括以下之一：台式计算机和手持式智能终端。

附图说明

图1为本实用新型的原理示意图；

图2为精密天平以及旋转台的分解示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本实用新型所述的用于测量固体密度的测定仪的具体实施方式进行详细的说明。

如图1所示，本实用新型所述用于测量固体密度的测定仪包括数据检测部和密度呈现部20。

所述数据检测部由下至上依次包括精密天平11、旋转台12、固定支架13和三维扫描仪14。

所述精密天平11和旋转台12均为圆盘结构。如图2所示，所述精密天平11包括一圆盘状外壳，壳体内部包括相互电连接的称重传感器111和模数转换模块112，还包括向上述装置供电的供电单元113。所述称重传感器111、模数转换模块112和供电单元113可通过固定件(未图示)固定于精密天平11壳体内部的底板处。

所述旋转台12包括齿轮箱121，电机122，传动部件123以及平台124。所述电机122安装于所述齿轮箱121的侧壁，所述传动部件123可转动的安装于所述齿轮箱121顶部，所述平台124与传动部件123卡和固定，以使平台124可以随传动部件123同步旋转。电机122的输出端与所述齿轮箱连接，齿轮箱121通过所述传动部件123带动平台124旋转。

所述齿轮箱121底部可通过固定件(未图示)与称重传感器111固定。从而当平台124上放置待测固体时，将待测固体的重量经过平台124、传动部件123、齿轮箱121，最终被称重传感器111所检测。

进一步的，精密天平11内部还包括一启停控制装置(未图示)，分别与所述称重传感器111和所述旋转台12内部的电机122连接。当称重传感器111检测到待测固体时，向启停控制装置发送一触发信号(例如高、低电平)，由启停控制装置控制电机122开始工作。相应的，称重传感器111检测到待测固体离开时，同样向启停控制装置发送一触发信号，由启停控制装置控制电机122停止工作。

所述启停控制装置可通过单片机实现。进一步的，所述启停控制装置还可通过串口通信、网口通信或Wi-Fi通信等方式与所述密度呈现部20耦合，接收由密度呈现部20下达的指令，以对所述电机122进行启停控制。

在所述精密天平底座11的外侧壁处，垂直向上延伸出一固定支架13，在所述固定支架13的顶部安装三维扫描仪14。

密度呈现部20分别与所述称重传感器111和三维扫描仪14耦合，用于接收上述二者所采集的数据，以计算待测固体的密度。本实施例中，所述密度呈现部20可通过台式计算机或是智能手机或PAD等手持式智能终端实现。

所述密度呈现部20与所述称重传感器111和三维扫描仪14的耦合包括有线连接，例如采用串口通信或网口通信等方式；还包括无线通信，例如Wi-Fi通信等，当采用Wi-Fi通信时，相应的，在精密天平11以及三维扫描仪14内部还设置有Wi-Fi通信模块。

下面描述本实用新型所述用于测量固体密度的测定仪的工作原理。

待测固体放置到精密天平11后，称重传感器111检测待测固体的质量，模数转换模块112将所采集的模拟信号进行模数转换处理后，通过串口、网口或Wi-Fi通信模块发送至密度呈现部20；另一方面，当称重传感器111检测到有物体进行测量时，触发启停控制装置。

启停控制装置控制旋转台12的电机122开启，通过旋转台12的转动使得三维扫描仪14可以对待测固定进行360°扫描，所扫描的数据最终通过串口、网口或Wi-Fi通信模块发送至密度呈现部20。

密度呈现部20接收对接收到的三维扫描数据进行拼接等处理后，可以得到被测固体的三维形貌，进而计算出被测固体的体积，进一步的，依据质量、体积和密度之间的计算公式便可获知被测固体的密度。上述计算过程属于现有技术，本实用新型无意保护。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，例如，密度呈现部20中还包括存储单元(未图示)，可用于存储不同被测固体的质量、体积、密度以及三维形貌信息，方便后续的查阅。又例如，如果被测固体是由两种已知密度的组分组成的混合物，如矿石、合金等，可以输入两种组分各自的密度，并根据测量得到的被测样品的密度值，自动计算出各个组分的含量。总之，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于测量固体密度的测定仪，其特征在于，包括相互耦合的数据检测部和密度呈现部；

所述数据检测部包括：

天平；

旋转台，固定于所述天平的上部；

三维扫描仪，通过固定支架与所述天平固定，朝向所述旋转台设置，所述固定支架一端固定于所述天平外侧壁处，另一端垂直向上延伸，以固定所述三维扫描仪。

2.根据权利要求1所述的测定仪，其特征在于，所述天平包括一壳体，壳体内部包括相互电连接的称重传感器和模数转换模块。

3.根据权利要求2所述的测定仪，其特征在于，所述称重传感器和模数转换模块安装于所述壳体内部底板处。

4.根据权利要求2所述的测定仪，其特征在于，所述旋转台包括：齿轮箱，固定于所述称重传感器的顶部；

电机，固定于所述齿轮箱侧壁；

传动部件，固定于所述齿轮箱上部；

平台，固定于所述传动部件上部；

所述电机的动力输出端与所述齿轮箱传动连接，所述齿轮箱通过所述传动部件带动所述平台旋转。

5.根据权利要求4所述的测定仪，其特征在于，所述天平的壳体内部还包括启停控制装置，分别与所述称重传感器和所述电机电连接。

6.根据权利要求1所述的测定仪，其特征在于，数据检测部和密度呈现部的所述耦合方式包括：串口通信耦合、网口通信耦合和/或Wi-Fi通信耦合。

7.根据权利要求1或6所述的测定仪，其特征在于，所述密度呈现部至少包括以下之一：台式计算机和手持式智能终端。