RU2399904C1 - Method of measuring density - Google Patents

Method of measuring density Download PDF

Info

Publication number
RU2399904C1
RU2399904C1 RU2009119100/28A RU2009119100A RU2399904C1 RU 2399904 C1 RU2399904 C1 RU 2399904C1 RU 2009119100/28 A RU2009119100/28 A RU 2009119100/28A RU 2009119100 A RU2009119100 A RU 2009119100A RU 2399904 C1 RU2399904 C1 RU 2399904C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
substance
measuring
density
volume
mass
Prior art date
Application number
RU2009119100/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Михайлович Мордасов (RU)
Михаил Михайлович Мордасов
Денис Михайлович Мордасов (RU)
Денис Михайлович Мордасов
Анна Робертовна Дмитриева (RU)
Анна Робертовна Дмитриева
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ГОУ ВПО "ТГТУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ГОУ ВПО "ТГТУ") filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ГОУ ВПО "ТГТУ")
Priority to RU2009119100/28A priority Critical patent/RU2399904C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2399904C1 publication Critical patent/RU2399904C1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

FIELD: physics. ^ SUBSTANCE: method of measuring density is realised by determining mass of the control substance and putting said substance into a measurement vessel, reducing its volume and measuring pressure change. Pressure change is measured in the measurement vessel before and after putting the control substance into the measurement vessel while changing the volume of the measurement vessel by a given value in proportion to the mass of the substance. Density of the substance is determined from the ratio of pressure changes. ^ EFFECT: more accurate measurement of density of granular substances and solid bodies of different shapes, and efficient control owing to use of a single measurement process. ^ 1 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к пневматическим способам измерения плотности твердой фазы гетерогенных систем, например, сыпучих материалов и твердых тел неправильной формы, и может найти применение в различных отраслях промышленности.The invention relates to the field of measuring technology, in particular to pneumatic methods for measuring the density of the solid phase of heterogeneous systems, for example, bulk materials and solid bodies of irregular shape, and can find application in various industries.

Известен способ измерения плотности по массе и объему вещества, в котором осуществляют взвешивание пробы вещества, после чего определяют его объем и по их отношению судят о насыпной плотности вещества (Пестов Н.Е. Физико-химические свойства зернистых и порошкообразных химических продуктов. М. - Л.: Изд-во АН СССР, 1947. - С.152). Недостатками такого способа измерения плотности являются невозможность определения циклометрической плотности вещества, а также отсутствие единства процесса измерения.There is a method of measuring density by weight and volume of a substance in which a sample of a substance is weighed, then its volume is determined and the bulk density of the substance is judged by their ratio (N. Pestov. Physical and chemical properties of granular and powdery chemical products. M. - L .: Publishing house of the Academy of Sciences of the USSR, 1947. - P.152). The disadvantages of this method of measuring density are the inability to determine the cyclometric density of the substance, as well as the lack of unity of the measurement process.

Известен способ измерения плотности путем измерения массы и объема вещества, позволяющий измерять пикнометрическую плотность вещества (Макаров Ю.И. Аппараты для смешивания сыпучих материалов. М.: Машиностроение, 1973. - 216 С.). В таком способе осуществляют взвешивание пробы вещества, после чего определяют его объем путем погружения в сосуд с жидкостью и фиксации объема вытесненной веществом жидкости. После измерения массы mв и объема Vв вещества определяют плотность ρв вещества из отношения ρв=mв/Vв.A known method of measuring density by measuring the mass and volume of a substance, which allows you to measure the pycnometric density of the substance (Makarov Yu.I. Devices for mixing bulk materials. M .: Mashinostroenie, 1973. - 216 C.). In this method, a sample of the substance is weighed, and then its volume is determined by immersion in a vessel with liquid and fixing the volume of the liquid displaced by the substance. After measuring the mass m, and volume V is determined in substance density ρ of the substance in a ratio ρ = m a / V c.

Основной недостаток такого способа состоит в том, что он неприменим для измерения плотности пористых и сыпучих материалов, не допускающих смачивания какой-либо жидкостью.The main disadvantage of this method is that it is not applicable for measuring the density of porous and bulk materials that do not allow wetting by any liquid.

Наиболее близким по технической сущности является способ измерения плотности (Кивилис С.С. Плотномеры. М.: Энергия, 1980. - С. 156), состоящий в том, что измерительную емкость с контролируемым веществом заполняют газом, и об объеме судят по изменению абсолютного давления в ней, а плотность определяют делением массы на полученный объем.The closest in technical essence is the method of measuring density (Kivilis S.S. Density meters. M .: Energia, 1980. - S. 156), which consists in the fact that the measuring tank with the controlled substance is filled with gas, and the volume is judged by the change in absolute pressure in it, and the density is determined by dividing the mass by the resulting volume.

Недостатками способа, принятого за прототип, являются отсутствие единого измерительного процесса и невысокая точность, обусловленная влиянием изменения атмосферного давления на результат измерения.The disadvantages of the method adopted for the prototype are the lack of a single measuring process and low accuracy due to the influence of changes in atmospheric pressure on the measurement result.

Технической задачей изобретения является повышение точности измерения плотности сыпучих веществ и твердых тел различной формы, а также обеспечение оперативности контроля за счет использования единого измерительного процесса.An object of the invention is to increase the accuracy of measuring the density of bulk solids and solids of various shapes, as well as ensuring the efficiency of control through the use of a single measuring process.

Поставленная техническая задача достигается за счет того, что измеряют изменения давлений в измерительной емкости до и после помещения в нее контролируемого вещества при изменении объема измерительной емкости на заданную величину пропорционально массе вещества и по отношению изменений давлений судят о плотности вещества.The stated technical problem is achieved due to the fact that pressure changes in the measuring capacity are measured before and after the controlled substance is placed in it when the volume of the measuring capacity changes by a predetermined value in proportion to the mass of the substance and the density of the substance is judged by the ratio of pressure changes.

На чертеже представлена схема устройства, реализующего способ измерения плотности.The drawing shows a diagram of a device that implements a method of measuring density.

Устройство содержит емкость 1 с контролируемым веществом 2, к верхней части которой присоединен цилиндр 3 с поршнем 4 и подключен измеритель давления 5.The device contains a container 1 with a controlled substance 2, to the upper part of which is attached a cylinder 3 with a piston 4 and a pressure meter 5 is connected.

Сущность способа заключается в следующем.The essence of the method is as follows.

Изменяют объем изолированной измерительной емкости 1 на величину ΔV=kmв, где k - коэффициент пропорциональности, mв - масса контролируемого вещества, путем перемещения поршня 4 и измеряют изменение давления ΔP1 манометром 5.The volume of the isolated measuring capacitance 1 is changed by ΔV = km in , where k is the proportionality coefficient, m in is the mass of the substance being controlled, by moving the piston 4 and the pressure change ΔP 1 is measured by a pressure gauge 5.

После этого в измерительную емкость 1 объемом V1 помещают контролируемое вещество 2 с объемом Vв, изолируют объем измерительной емкости 1 и изменяют его на величину ΔV=kmв. Затем измеряют изменение давления ΔP.After that, a controlled substance 2 with a volume of V in is placed in the measuring tank 1 with a volume of V 1 , the volume of the measuring tank 1 is isolated, and it is changed by ΔV = km c . Then measure the change in pressure ΔP.

Определяют отношение давлений ΔP/ΔP1, по значению которого судят о плотности контролируемого вещества 2.The pressure ratio ΔP / ΔP 1 is determined, the value of which is used to judge the density of the controlled substance 2.

Согласно уравнению газового состоянияAccording to the gas equation

Figure 00000001
Figure 00000001

где Pатм - начальное давление в измерительной емкости 1; θ - масса газа в измерительной емкости 1; R - газовая постоянная; T - температура газа в измерительной емкости 1.where P atm is the initial pressure in the measuring tank 1; θ is the mass of gas in the measuring tank 1; R is the gas constant; T is the gas temperature in the measuring tank 1.

После сжатия газа в емкости 1, путем перемещения поршня 4 на величину Δh, ее объем уменьшится на величину ΔV, а начальное давление увеличится на величину ΔP. Таким образом, состояние газа будет описываться уравнениемAfter gas compression in the tank 1, by moving the piston 4 by Δh, its volume will decrease by ΔV, and the initial pressure will increase by ΔP. Thus, the state of the gas will be described by the equation

Figure 00000002
Figure 00000002

При условии постоянства величин θ, R и T из (1) и (2), согласно закону Бойля-Мариотта, получаемGiven the constancy of the quantities θ, R and T from (1) and (2), according to the Boyle-Mariotte law, we obtain

Figure 00000003
Figure 00000003

Из уравнения (3) следует, чтоFrom equation (3) it follows that

Figure 00000004
Figure 00000004

С учетом ΔV=kmв уравнение (4) примет видGiven ΔV = km in equation (4) takes the form

Figure 00000005
Figure 00000005

илиor

Figure 00000006
Figure 00000006

В правую часть уравнения (5) входит атмосферное давление, изменение которого вызывает дополнительную погрешность. Исключить влияние давления Pатм на результат измерения можно следующим образом.The right side of equation (5) includes atmospheric pressure, the change of which causes an additional error. The influence of pressure P atm on the measurement result can be eliminated as follows.

Если газ в измерительной емкости 1 до помещения в нее контролируемого вещества 2 сжать путем перемещения поршня 4 на заданную величину ΔV1, то согласно закону Бойля-Мариотта состояние газа в пустой измерительной емкости 1 до и после сжатия можно представить в видеIf the gas in the measuring tank 1 is compressed before the controlled substance 2 is placed in it by moving the piston 4 by a predetermined value ΔV 1 , then, according to the Boyle-Mariotte law, the state of the gas in the empty measuring tank 1 before and after compression can be represented as

Figure 00000007
Figure 00000007

откудаwhere from

Figure 00000008
Figure 00000008

Подставляя (6) в (5), получимSubstituting (6) into (5), we obtain

Figure 00000009
Figure 00000009

откуда при условии ΔV1=ΔV=kmв whence provided ΔV 1 = ΔV = km in

Figure 00000010
Figure 00000010

Выполнив преобразования в уравнении (7), получимPerforming the transformations in equation (7), we obtain

Figure 00000011
Figure 00000011

Преимуществом способа является то, что плотность оценивается по результатам измерения массы и объема контролируемого вещества в едином измерительном процессе, а также исключено влияние изменения атмосферного давления на результат измерения.The advantage of the method is that the density is estimated by measuring the mass and volume of the controlled substance in a single measuring process, and the influence of changes in atmospheric pressure on the measurement result is also excluded.

Claims (1)

Способ измерения плотности путем определения массы контролируемого вещества и помещения его в измерительную емкость, уменьшения ее объема и измерения изменения давления, отличающийся тем, что измеряют изменения давлений в измерительной емкости до и после помещения в нее контролируемого вещества при изменении объема измерительной емкости на заданную величину пропорционально массе вещества и по отношению изменений давлений судят о плотности вещества. A method for measuring density by determining the mass of a controlled substance and placing it in a measuring tank, reducing its volume and measuring the pressure change, characterized in that the pressure changes in the measuring tank are measured before and after the controlled substance is placed in it when the measuring tank volume changes by a predetermined amount in proportion the mass of the substance and the ratio of pressure changes judge the density of the substance.
RU2009119100/28A 2009-05-20 2009-05-20 Method of measuring density RU2399904C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009119100/28A RU2399904C1 (en) 2009-05-20 2009-05-20 Method of measuring density

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009119100/28A RU2399904C1 (en) 2009-05-20 2009-05-20 Method of measuring density

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2399904C1 true RU2399904C1 (en) 2010-09-20

Family

ID=42939303

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009119100/28A RU2399904C1 (en) 2009-05-20 2009-05-20 Method of measuring density

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2399904C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104237066A (en) * 2014-09-26 2014-12-24 哈尔滨东安发动机（集团）有限公司 Method for measuring density of object
RU2540247C1 (en) * 2013-10-08 2015-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВПО ТГТУ Method to measure density
RU2618504C1 (en) * 2016-03-09 2017-05-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинский государственный педагогический университет" (ФГБОУ ВПО "ЧГПУ") Method of body density determining

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2540247C1 (en) * 2013-10-08 2015-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВПО ТГТУ Method to measure density
CN104237066A (en) * 2014-09-26 2014-12-24 哈尔滨东安发动机（集团）有限公司 Method for measuring density of object
RU2618504C1 (en) * 2016-03-09 2017-05-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинский государственный педагогический университет" (ФГБОУ ВПО "ЧГПУ") Method of body density determining

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103512829B (en) A kind of method by muddy water density measure sediment concentration
US8511150B2 (en) Methods and systems for determining process variables using location of center of gravity
CN104089680B (en) The measuring method and device of liquid level height
US9316572B2 (en) Device for measuring the activity of a liquid in a complex medium and associated method
RU2399904C1 (en) Method of measuring density
CN104501899A (en) Device and method for precise measurement of volume and density of object
CN104964895B (en) Pervasive solids measurement of apparent density method and its device
Mclinden Experimental techniques 1: direct methods
RU2540247C1 (en) Method to measure density
CN107860685A (en) A kind of detection method of sand soil moisture content
US3420094A (en) Apparatus for measuring permeability
RU2176078C2 (en) Procedure measuring density
RU2398213C1 (en) Method of measuring density
RU2162596C2 (en) Method measuring density
CN112697632B (en) Coal rock and shale bulk sample weight method isothermal adsorption measurement device and method
RU2601615C1 (en) Method for determining volume of non-tight tank
Krehbiel et al. Using a modified Boyle’s law experiment to estimate the density of salts
RU2018133781A (en) Obtaining a gas mixture with volumetric and gravimetric filling
RU164123U1 (en) DEVICE FOR ACCOUNTING LIQUID HYDROCARBON GASES WHEN RECEPTING IN AND TAKING OUT OF THE TANK
RU2375694C1 (en) Jet method for densit measuring
RU2247964C2 (en) Method of measuring density
Mai et al. Design and test of porosity testing apparatus for granular materials
RU2179712C2 (en) Density meter
RU2243536C1 (en) Method of determining gas concentration in liquid
RU2689284C1 (en) Method for measuring medium density

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110521