KR100658796B1 - 액중 칭량접시 및 비중 측정장치 - Google Patents

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KR100658796B1
KR100658796B1 KR1020050007822A KR20050007822A KR100658796B1 KR 100658796 B1 KR100658796 B1 KR 100658796B1 KR 1020050007822 A KR1020050007822 A KR 1020050007822A KR 20050007822 A KR20050007822 A KR 20050007822A KR 100658796 B1 KR100658796 B1 KR 100658796B1
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Abstract

측정용 액체가 적고, 시료 탑재 공간을 넓게 취할 수 있는 액중 칭량접시를 제공한다.
양단이 개구되고, 그 일단 측에 내향의 원테(11a)를 형성하고, 타단 측의 내면에 복수개의 스토퍼(11b)를 고착한 통체(11)와, 상기 원테(11a)와 스토퍼(11b) 사이에 삽입한 메쉬 또는 다공상의 원형의 저판(12)으로 액중 칭량접시(1)를 구성한다. 액체중에 액중 칭량접시(1)를 침지하고, 상기 저판(12)의 상측 또는 하측에 고체 시료(2)를 두어, 걸이구(13)로 액중 칭량접시(1)를 매달아 그 중량을 칭량하는 것으로써, 고체 시료(2)의 비중을 측정한다.
액중 칭량접시, 고체 시료, 스토퍼(stopper), 비중

Description

액중 칭량접시 및 비중 측정장치{WEIGHING DISH IN A LIQUID AND SPECIFIC GRAVITY MEASURING DEVICE}
도 1은 액중 칭량접시(1)의 구성을 나타내는 (a) 정면 단면도와 (b) 측면 단면도이다.
도 2는 액중 칭량접시(1)의 사용 상태를 나타내는 정면 단면도로, 액체에 대해 (a)는 비중이 크고, (b)는 비중이 작은 고체 시료를 사용했을 경우를 나타낸다.
도 3은 액중 칭량접시(2)의 구성을 나타내는 (a) 일부 단면 정면도와 (b) 평면도이다.
도 4는 액중 칭량접시(2)의 사용 상태를 나타내는 일부 단면 정면도이다.
도 5는 실시예와 관계되는 시료 세트대(5)의 사시도이다.
도 6은 비중 측정 장치의 일부 단면 정면도로, 액체에 대해 (a)는 비중이 크고, (b)는 비중이 작은 고체 시료를 사용했을 경우를 나타낸다.
도 7은 실시예와 관계되는 전자 천칭의 블록 구성도이다.
도 8은 종래의 비중 측정 장치의 구성을 나타내는 일부 단면 정면도이다.
도 9는 종래의 다른 비중 측정 장치의 구성을 나타내는 일부 단면 정면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 도면 부호의 설명 *
1, 1A, 4: 액중 칭량접시, 11: 통체(筒體),
11a: 원테, 11b: 스토퍼,
12: 저판, 13: 걸이구,
2, 2A, 2B, 2C: 고체 시료, 3, 3B: 액조(液槽),
41: 공중 칭량접시, 42: 연결봉,
43: 걸이구, 5, 5A, 5B: 비중 측정 장치,
6: 시료 세트대, 6A: 틀,
6B: 액조대, 61: 상틀,
62: 하틀, 63, 64: 연결봉,
65: 고정 나사, 66: 절결부(切缺部),
7: 전자천칭, 71: 칭량접시,
72: 하중 센서, 73: 증폭기,
74: A/D 변환기, 75: CPU,
76: 기억장치, 77: 표시장치,
78: 조작 버튼, 79: 받침대,
8: 누름틀, L: 액체
본 발명은 액체중에서의 고체시료의 중량 또는 부력을 받는 액중 칭량접시 및 고체 시료의 비중을 측정하는 비중 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로, 체적을 모르는 고체 시료의 비중을 측정하려면, 고체 시료의 공기중 중량과 이 고체 시료의 액체중 중량 또는 부력을 측정하고, 다음식(1)의 관계 로 부터 비중을 산출하는 방법이 이용되고 있다.
비중 = 공기중 중량/(공기중 중량 - 액체중 중량) = 공기중 중량/부력
이와 같은, 고체 시료의 공기중 중량과 액체중 중량 혹은 공기중 중량과 부력을 측정하여 고체 시료의 비중을 산출하는 방식은, 이하에 예시한 바와 같이 종래의 비중 측정장치에 많이 받아들여지고 있다. 예를 들면, 도 8에 나타낸 비중 측정 장치(5A)는, 고체 시료(2)를 매달아 공기 중과 액조(3) 중에 옮겨 놓아 그 중량을 전자 천칭(7)으로 칭량 하는 것에 의해 비중을 측정하는 것이다. 또한, 도 9에 나타낸 비중 측정장치(5B)는, 액조(3B) 중에 있으면서 고체 시료(2)를 탑재한 액중 칭량접시(1A)를 전자 천칭(7) 상에 배치하고, 액중 칭량접시(1A)째로 고체 시료(2)의 중량을 칭량 한 후, 그 부대중량을 차감하여 고체 시료(2)의 비중을 측정하도록 한 것이다.
[특허 문헌 1] 일본 특허공개공보 평11-23O885호
[특허 문헌 2] 일본 특허공개공보 제2OO2-243615호
종래의 비중 측정장치나 액중 칭량접시는 위와 같이 구성되어 있지만, 도 8에 나타낸 바와 같은 고체 시료(2)를 매다는 방법은, 형태가 다른 고체 시료(2)를 교환하여 매다는데 시간이 걸리는 것이고, 도 9에 나타낸 바와 같이 상시 고체 시료(2)의 중량을 측정하는 액중 칭량접시(1A)를 마련해 두는 방법에서는, 고체 시료(2)의 비중이 액체에 비해 가벼운 경우, 고체 시료(2)가 떠오른다. 이 떠오름을 방지하려면, 도 9와 같은 누름틀(8)을 사용하거나, 도시하지 않지만 액체(L) 중에 덮개를 마련하는 방법 등이 생각되지만, 측정 마다 누름틀(8)의 출입을 행하거나 덮개 여닫기를 행할 필요가 있어, 도 8의 경우와 같이 편리성이 부족하다는 문제가 있다. 또한, 고체 시료(2)가 액체(L)에 가라앉는 경우와 떠오르는 것에, 다른 구성의 액중 칭량접시(1A)를 사용하는 것은 보수 관리나 액체(L)의 사용량이 증가하는 문제가 있다.
본 발명은, 이러한 상황을 감안하여 된 것으로, 액체보다 고체 시료의 비중이 크든 작든 동일 구성으로, 콤팩트(compact)해서 액체 사용량도 적은 액중 칭량접시 및 비중 측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 액중 칭량접시는, 일정한 범위내에서 상하 방향으로 이동 가능한 저판을 구비함과 아울러, 액체보다 비중이 큰 고체 시료는 저판의 상면 측에 놓아 저판에 고체 시료의 중량이 더해지도록 하고, 액체보다 비중의 작은 고체 시료는 저판의 하면 측에 놓아 저판에 고체 시료의 부력이 더해지도록 했다.
또한, 본 발명의 다른 액중 칭량접시는, 일정한 범위내에서 상하 방향으로 이동 가능한 저판을 구비한 액중 칭량접시를 하부에, 공기중에서 고체 시료의 중량 을 받는 칭량접시를 상부에 배치하여, 상기 액중 칭량접시와 상기 칭량접시를 연결했다.
이에 더하여, 본 발명의 비중 측정 장치는, 본 발명의 액중 칭량접시와 당해 액중 칭량접시를 지지하는 틀과 중량 측정부를 구비하고, 상기 틀을 상기 중량 측정부에 탑재하여 비중을 측정하도록 했다.
본 발명의 액중 칭량접시 및 비중 측정장치는, 상기와 같이 구성되어 있어, 액중 칭량접시의 저판이 이동하여 고체 시료를 내부에 가두기 때문에, 점유 공간을 작게할 수 있고, 액체 사용량을 줄일 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 액중 칭량접시 및 비중 측정장치의 구성과 기능을 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은, 청구항 1의 실시예에 의한 액중 칭량접시(1) 의 구성을 나타낸 것으로, (a)는 정면도, (b)는 측면 단면도이다.
본 액중 칭량접시(1)는, 양단이 개구되고, 그 일단 측에 원테(11a)를 휨가공 혹은 용접등에 의해 마련함과 함께, 타단 내측에 중심각에서 9O도 간격으로 4 개의 스토퍼(11b)를 고착한 금속제의 통체(11)와, 상기 원테(11a)와 스토퍼(11b) 사이에 삽입되어 있는 금속제로서, 그물코 또는 다공상으로 틈새가 설치된 원형 모양의 저판(12)과, 상기 통체(11)의 상부에 걸려서, 상기 통체(11)를 매달기 위한 금속제의 걸이구(13)로 구성되어 있다. 상기 저판(12)은 통상 상기 원테(11a)에 접촉하고 있지만, 하부에서 저판(12)의 액중 중력에 이기는 부력이 더해진다면 상기 스토퍼(11b)에 닿을 때까지 상승한다.
도 2는, 고체 시료(2)를 수용한 상태에서의 액중 칭량접시(1)의 정면 단면도 로, (a)는 고체 시료(2)의 비중이 액체(L) 보다 큰 경우, (b)는 고체 시료(2)의 비중이 액체(L) 보다 작은 경우를 나타낸 것이다. 도 2에 근거하여, 이하에 상기 액중 칭량접시(1)을 이용한 고체 시료(2)의 비중 측정 방법을 설명한다.
먼저, 액조(3)에 액중 칭량접시(1)를 침지한 상태로 걸이구(13)를 개입시켜 천칭저울 등의 칭량기(도시 생략)로 액중 칭량접시(1) 자체의 중량 W0을 칭량 한다. 그리고, 고체 시료(2)의 비중이 액체(L) 보다 큰 경우, 도 2 (a)와 같이, 고체 시료(2)를 저판(12) 상에 탑재한다. 이 상태로, 액중 칭량접시(1)의 중량 W1을 칭량 한다. 공기중에서 측정한 고체 시료(2)의 중량을 Wa로 하면, 고체 시료(2)의 비중 S는, 다음식(2)에 의해 산출된다.
S = Wa / (Wa - (W1 - WO))
다음에 고체 시료(2)의 비중이 액체(L) 보다 작은 경우, 액중 칭량접시(1)를 들어올려 도 2(b)와 같이 고체 시료(2)를 저판(12)의 아래 쪽에 넣는다. 고체 시료(2)는 그 부력에 의해 저판(12)에 접촉해서 함께 상승하고, 스토퍼(11b)에 의해 안정된 위치에서 정지한다. 이 상태로 액중 칭량접시(1)의 중량 W2를 칭량 한다. 이것에 의해, 고체 시료(2)의 비중 S는, 다음식(3)에 의해 산출된다.
S = Wa /(WO - W2)
도 3은, 청구항 2의 실시예에 의한 액중 칭량접시(4)의 구성을 나타낸 것으로, (a)는 일부 단면 정면도, (b)는 평면도이다. 본 액중 칭량접시(4)는, 상기 액 중 칭량접시(1)을 하부에, 원형 모양의 금속제 또는 수지제의 용기를 이용한 공중 칭량접시(41)를 상부에 배치하고, 이 양쪽 모두를 연결봉(42)에 의해 연결함과 함께, 공중 칭량접시(41)에 걸이구(43)를 걸려서 구성된 것으로, 고체 시료를 공중 칭량접시(41)에 수용하여 공기중 중량을 칭량하고, 고체 시료를 저판(12)의 위 또는 아래에 두어 액중에 있어서의 중량 또는 부력을 칭량할 수 있다.
도 4는, 액조(3) 내에 있어서 고체 시료(2A, 2B, 2C)를 수용한 액중 칭량접시(4)의 상태를 나타낸 일부 단면 정면도이다. 도 4에 있어서 고체 시료(2A)는 공기중에 있어서의 중량을 칭량하는 경우에, 고체 시료(2B)는 액체(L) 보다 비중이 크고, 액중에서 중량을 칭량하는 경우에, 고체 시료(2C)는 액체(L) 보다 비중이 작고, 액중에서 부력을 칭량하는 경우에 배치되는 고체 시료를 나타낸 것이다. 도 4에 근거하여, 상기 액중 칭량접시(4)를 이용한 고체 시료(2A, 2B, 2C)의 비중 측정방법을 이하에 설명한다.
먼저, 액조(3)에 액중 칭량접시(4)만을 침지한 상태로 걸이구(43)를 개입시켜 천칭저울 등의 칭량기(도시 생략 )로 액중 칭량접시(4) 자체의 중량 WO를 칭량한다. 다음에 고체 시료(2A)를 탑재한 상태로 액중 칭량접시(4)의 중량 W1을 칭량한다. 그리고, 고체 시료의 비중이 액체(L) 보다 큰 경우, 고체 시료(2B)를 도 4의 위치에 탑재한다. 이 상태로, 액중 칭량접시(4)의 중량 W2를 칭량한다. 고체 시료(2B)의 비중 S는, 다음식(4)에 의해 산출된다.
S = (W1 - WO) / (W1 - W2)
다음에 고체 시료의 비중이 액체(L) 보다 작은 경우, 액중 칭량접시(4)를 들어 올려 도 4와 같이 고체 시료(2C)를 저판(12)의 아래 쪽에 넣는다. 고체 시료(2C)는 그 부력에 의해 저판(12)에 접촉하여 모두 상승하고, 스토퍼(11b)에 의해 안정된 위치에서 정지한다. 이 상태로 액중 칭량접시(4)의 중량 W3을 칭량한다. 이것에 의해, 고체 시료(2C)의 비중 S는, 다음식(5)에 의해 산출된다.
S = (W1 - WO) / (WO - W3)
도 5는, 후술 하는 청구항 3의 실시예에 의한 비중 측정 장치(5)에 이용되는 시료 세트대(6)의 사시도이다. 이 시료 세트대(6)는, 상기 액중 칭량접시(4)와, 이 액중 칭량접시(4)를 지지하는 틀(6A)과, 액중 칭량접시(4)를 침지시키는 액체를 수용한 액조(3)와, 상기 틀(6A)의 하틀(62)에 걸쳐 액조(3)를 탑재하기 위한 액조대(6B)로 구성되어 있다.
상기 틀(6A)은, 상틀(61)과, 후술하는 전자천칭(7)의 칭량접시(71) 상에 배치되는 하틀(62)과, 이것들을 일정한 높이로 연결하기 위한 연결봉(63, 64) 및 고정 나사(65)로 구성되어 있다. 상기 상틀(61)에는, 상기 액중 칭량접시(4)를 떼어 낼 수 있게 계지하기 위한 V 자형의 절결부(66)가, 상기 연결봉(42)의 간격에 맞추어 설치되어 있다. 액중 칭량접시(4)는, 연결봉(42)을 상기 절결부(66)에 통과시키어 틀(6A)에 지지되고, 공중 칭량접시(41)를 들어올려 앞으로 끌어 당기는 것에 의해 틀(6A)로부터 떼어낼 수가 있다.
도 6은, 상기 시료 세트대(6)와 전자 천칭(7)을 조합한 비중 측정 장치(5)에 고체 시료(2)를 탑재한 상태에 있어서의 일부 단면 정면도로, (a)는 액체(L) 보다 비중이 큰 고체 시료(2)를 탑재한 상태, (b)는 액체(L) 보다 비중이 작은 고체 시료(2)를 탑재한 상태를 나타내고 있다. 이 상태에 대해, 상기 하틀(62)은 전자 천칭(7)의 칭량접시(71) 상에, 액조대(6B)는 전자 천칭(7)의 받침대(79) 상에 설치되어 있다.
상기 전자 천칭(7)의 구성을 도 7에 나타낸다. 본 전자 천칭(7)은, 상기 칭량접시(71)에 걸리는 하중을 하중 센서(72)에 의해 전기 신호로 변환하고, 증폭기(73)로 증폭한 후, A/D 변환기(74)에 의해 디지탈 신호로 변환한다. 이 디지탈 신호는, 마이크로 컴퓨터로 구성된 CPU(75)에 입력되어 기억장치(76)에 기억되어 있는 상기 수학식 4, 5에 근거하여 연산 처리되고, 산출된 비중치 데이터는 표시장치(77)에 표시된다. 또한, 상기 칭량접시(71)로 칭량하는 중량의 구별과 연산 처리 개시를 명령하는 조작 버튼(78)이 전자 천칭(7)에 설치되어 있다.
다음에, 비중 측정 장치(5)를 이용하여 고체 시료(2)의 비중을 측정하는 방법을 도 6, 7에 근거하여 설명한다. 먼저, 액중 칭량접시(4) 자체, 즉 액중 칭량접시(4)와 틀(6A)을 합한 중량 WO를 칭량하고, 조작 버튼(78)을 눌러 상기 기억장치(76)에 기억시킨다. 계속하여, 공중 칭량접시(41)에 고체 시료(2)를 탑재하여 중량 W1을 측정하고, 같은 방법으로 기억시킨다. 그리고, 고체 시료(2)의 비중이 액체(L) 보다 큰 경우, 고체 시료(2)를 도 6 (a)의 위치에 넣고 중량 W2를 칭량하고, 같은 방법으로 기억시킨다. 계속하여 연산 개시를 조작 버튼(78)을 눌러 행하는 것에 의해, 상기 수학식 4에 근거하여 상기 CPU(75)로 연산 처리가 행해지고, 비중치 가 산출되어 표시된다.
또한, 고체 시료(2)의 비중이 액체(L) 보다 작은 경우, 고체 시료(2)를 도 6 (b)의 위치에 넣고 중량 W3를 칭량한다. 계속하여 연산 개시를 조작 버튼(78)으로 행하는 것에 의해, 상기 수학식 5에 근거하여 상기 CPU(75)로 연산 처리가 행해지고, 비중치가 산출되어 표시된다.
이상으로 상술한 것처럼, 본 발명은, 도 2의 액중 칭량접시(1), 도 4의 액중 칭량접시(4)에 나타낸 것처럼, 저판(12)을 통체(11) 내의 일정 범위 내에서 상하로 이동 가능하게 마련하여, 가라앉는 고체 시료(2)는 저판 12의 상면에 싣고, 떠오르는 고체 시료(2)는 저판(12)의 하측에 있어 떠오르게 하는 것에 의해, l 개의 컴팩트한 구성으로 액체(L) 중의 고체 시료(2)의 중량을 칭량할 수 있는 것을 특징으로 하는 것이지만, 그 구성에 대해서는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 통체(11)에서 저판(12)을 오르내리게 하는 가이드를 마련하여 저판(12)의 기울기를 없게 하거나, 연결봉(42)의 개수를 늘려 통체(11)를 보다 안정되게 매달도록 할 수도 있다.
본 발명의 액중 칭량접시 및 비중 측정장치는, 액중 칭량접시의 저판을 이동 가능하게 마련하고, 액체보다 비중이 무거운 고체 시료는 저판 위에 놓아 그 중력으로 저판과 일체로 하강시키고, 액체보다 비중이 가벼운 고체는 저판의 아래에 있어 그 부력으로 저판과 일체로 상승시키므로, 고체 시료는 항상 액중 칭량접시 내에서 이동한다. 이것에 의해, 액중 칭량접시 및 비중 측정 장치와 이것에 사용하는 액조는 함께 소형화 되어 액체 사용량도 감소한다.

Claims (3)

  1. 액체중에서의 고체 시료의 중량 또는 부력을 받는 액중 칭량접시에 있어서,
    일정한 범위 내에서 상하 방향으로 이동 가능한 저판을 구비함과 아울러, 액체보다 비중이 큰 고체 시료는 저판의 상면 측에 놓아 저판에 고체 시료의 중량이 더해지도록 하고, 액체보다 비중이 작은 고체 시료는 저판의 하면 측에 놓아 저판에 고체 시료의 부력이 가해지도록 한 것을 특징으로 하는 액중 칭량접시.
  2. 청구항 1의 상기 액중 칭량접시를 하부에, 공기중에서 고체 시료의 중량을 받는 칭량접시를 상부에 배치하여, 상기 액중 칭량접시와 상기 칭량접시를 연결한 것을 특징으로 하는 액중 칭량접시.
  3. 청구항 2의 액중 칭량접시와 액중 칭량접시를 지지하는 틀과 중량 측정부를 구비하고, 상기 틀을 상기 중량 측정부에 탑재하여 비중을 측정하도록 한 것을 특징으로 하는 비중 측정 장치.
KR1020050007822A 2004-03-25 2005-01-28 액중 칭량접시 및 비중 측정장치 KR100658796B1 (ko)

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