RU2559175C1 - Method of determination of density of solid materials and device for its implementation - Google Patents

Method of determination of density of solid materials and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2559175C1
RU2559175C1 RU2014112871/28A RU2014112871A RU2559175C1 RU 2559175 C1 RU2559175 C1 RU 2559175C1 RU 2014112871/28 A RU2014112871/28 A RU 2014112871/28A RU 2014112871 A RU2014112871 A RU 2014112871A RU 2559175 C1 RU2559175 C1 RU 2559175C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vessel
liquid
density
sample
weight
Prior art date
Application number
RU2014112871/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лев Евсеевич Гуревич
Борис Алексеевич Николаичев
Виктор Иванович Криворучко
Александр Васильевич Кругляков
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина")
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 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") filed Critical Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина")
Priority to RU2014112871/28A priority Critical patent/RU2559175C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2559175C1 publication Critical patent/RU2559175C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

FIELD: instrumentation.
SUBSTANCE: method of determination of density of solid materials includes the consecutive determination of weight of the vessel with liquid, determination of weight of the studied material sample, determination of weight of the vessel with liquid and the studied material sample placed in liquid and the subsequent mathematical calculation of material density. Meanwhile for measurements a vessel with wide mouth is used which is completely filled with liquid then it is closed with the cover which has a sinking ledge which displaces excess liquid from the vessel. Then the liquid is completely removed from outer side of the vessel. Then the vessel weight with liquid is measured, after measurement the liquid level in the vessel is refilled and the studied material sample is placed in the vessel. Then the vessel is closed with the cover with sinking ledge thus displacing the excess liquid from the vessel after that the liquid completely removed from the outer side of the vessel and the vessel weight with liquid and with the studied material sample is measured. The device is a transparent material vessel. Note that the vessel is implemented with a wide mouth, the end face of the vessel mouth edge is implemented as a flat section the external size of which is greater than the size of the external surface of the vessel, and from the external surface of the vessel to the mouth edge the smooth transition is implemented. The device also contains a cover on the lower part of which the sinking ledge is implemented. Note that the external size of the cover is greater than the size of vessel mouth minimum by the gap size between the internal surface of the vessel mouth and the sinking ledge of the cover, and the contacting surfaces of the cover and the vessel mouth are polished.
EFFECT: development of simple method of determination of density of solid materials with expanded possibilities of measurement, improvement of accuracy of measurements, and also devices with simple design for implementation of the offered method.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам измерения плотности образцов твердых материалов и применяющимся для этого устройствам.The invention relates to measuring technique, and in particular to methods of measuring the density of samples of solid materials and the devices used for this.

Большинство способов определения плотности образца твердого материала (в дальнейшем «образца») основано на расчете плотности d материала образца по формуле d=P/V, где P - вес образца, V - объем образца. Поскольку определение веса образца обычно не представляет сложности, то основное различие между способами определения плотности образца материала состоит в методе определения объема образца и устройстве, применяемом при этом.Most methods for determining the density of a sample of a solid material (hereinafter “the sample”) are based on the calculation of the density d of the material of the sample by the formula d = P / V, where P is the weight of the sample, V is the volume of the sample. Since determining the weight of a sample is usually not difficult, the main difference between the methods for determining the density of a sample of material is the method for determining the volume of the sample and the device used in this case.

Наиболее просто определяется объем образца правильной геометрической формы. Однако в большинстве случаев, требуется определение плотности образца неправильной формы, и для определения его объема применяют различные способы и устройства.The sample volume of the correct geometric shape is most simply determined. However, in most cases, it is necessary to determine the density of an irregularly shaped sample, and various methods and devices are used to determine its volume.

Известен способ определения плотности материала образца путем гидростатического взвешивания (Павлушкин Н.М., Сентюрин Г.Г. Практикум по технологии стекла. Москва: Промстройиздат, 1957 г., с.113). Сущность его состоит в измерении веса образца на воздухе, а затем веса того же образца, когда он, будучи подвешенным на проволоке, погружен в жидкость. Используя эти величины, плотность образца рассчитывается по формуле. Этот способ позволяет осуществлять определение плотности материала образцов значительных размеров и произвольной формы. Однако для реализации этого способа требуются специальные весы и взвешивание проволоки, на которой подвешивается образец, до и после ее погружения в жидкость. Причем необходимо, чтобы плотность материала образца была больше плотности используемой при проведении измерений жидкости (иначе образец будет всплывать на поверхность жидкости). Найти такую жидкость может быть затруднительно и даже невозможно, например, если требуется измерить плотность образца пеностекла с плотностью 0,5 г/см3.A known method for determining the density of the material of a sample by hydrostatic weighing (Pavlushkin NM, Sentyurin GG Workshop on glass technology. Moscow: Promstroyizdat, 1957, p.113). Its essence consists in measuring the weight of the sample in air, and then the weight of the same sample, when it is suspended on a wire, immersed in a liquid. Using these values, the density of the sample is calculated by the formula. This method allows the determination of the material density of samples of significant size and arbitrary shape. However, to implement this method, special scales and weighing of the wire, on which the sample is suspended, are required before and after it is immersed in the liquid. Moreover, it is necessary that the density of the sample material be greater than the density used in the measurement of liquid (otherwise the sample will float to the surface of the liquid). It can be difficult and even impossible to find such a liquid, for example, if it is necessary to measure the density of a foam glass sample with a density of 0.5 g / cm 3 .

Широкое распространение получил пикнометрический способ измерения плотности веществ. Данный способ осуществляется с помощью применения специальных приборов - пикнометров, представляющих из себя стеклянные сосуды специальной формы и определенной вместимости с меткой на стекле узкой горловины, позволяющей фиксировать уровень налитой в пикнометр жидкости.The pycnometric method for measuring the density of substances is widespread. This method is carried out using special devices - pycnometers, which are glass vessels of a special shape and a certain capacity with a mark on the glass of a narrow neck, which allows you to record the level of liquid poured into the pycnometer.

Прототипом предлагаемого способа выбран известный способ определения плотности материала с помощью приборов пикнометров (Справочник по производству стекла, под ред. Китайгородского И.И., Москва: Госстройздат, 1963 г. с.240). Он предназначен для определения плотности веществ в мелкодисперсном состоянии, например кварцевого песка. Колбу взвешивают только с жидкостью и затем с жидкостью и предварительно насыпанным в нее исследуемым материалом. Уровень жидкости каждый раз один и тот же - до метки на горловине колбы. На основе результатов взвешивания рассчитывают плотность материала. Этот способ прост, точен, но не позволяет определять плотность достаточно крупных образцов, так как это требует более широкой горловины, что затрудняет точное повторение уровня жидкости по метке на горловине и мениску жидкости, который при увеличении внутреннего диаметра горловины перестает быть сферическим и потому трудно сопоставимым с меткой на колбе. Кроме того, этот способ предусматривает, что плотность исследуемого материала должна быть больше плотности используемой жидкости (обычно воды), что не всегда осуществимо.The prototype of the proposed method selected a known method for determining the density of the material using pycnometer devices (Handbook for the production of glass, edited by Kitaigorodsky II, Moscow: Gosstroyzdat, 1963 p. 240). It is designed to determine the density of substances in a finely dispersed state, such as silica sand. The flask is weighed only with liquid and then with liquid and the test material previously poured into it. The liquid level is the same each time - up to the mark on the neck of the flask. Based on the weighing results, the density of the material is calculated. This method is simple, accurate, but does not allow determining the density of sufficiently large samples, since it requires a wider neck, which makes it difficult to accurately repeat the liquid level by the mark on the neck and the meniscus of the liquid, which, when the inner diameter of the neck increases, ceases to be spherical and therefore difficult to compare labeled on the flask. In addition, this method provides that the density of the test material should be greater than the density of the liquid used (usually water), which is not always feasible.

Прототипом предлагаемого устройства выбран известный пикнометр (Патент РФ №111663, G01N 11/00, приоритет от 03.05.2011), который представляет собой стеклянный сосуд специальной формы, нижняя часть которого выполнена сферической, верхняя часть также выполнена сферической и соединена с вертикальной цилиндрической трубкой, на которой расположена кольцевая горизонтальная метка. Между двух частей пикнометра, разделяющих ее в диаметральной плоскости пополам, размещена перфорированная перегородка с размером отверстий, диаметр которых меньше размера твердых частиц. Верхняя, нижняя части пикнометра и перфорированная перегородка соединены креплением.The prototype of the device proposed is a well-known pycnometer (RF Patent No. 111663, G01N 11/00, priority 03/05/2011), which is a glass vessel of a special shape, the lower part of which is made spherical, the upper part is also made spherical and connected to a vertical cylindrical tube, on which is located an annular horizontal mark. Between the two parts of the pycnometer, dividing it in half in a diametrical plane, there is a perforated partition with the size of the holes, the diameter of which is smaller than the size of the solid particles. The upper, lower parts of the pycnometer and the perforated partition are connected by a fastener.

В данном устройстве предпринята попытка конструктивно решить проблему измерения образцов материала более легкого, чем используемая при этом жидкость, а также образцов малого размера путем принудительного удержания образца в нижней части сосуда. Однако недостатками данного устройства являются сложность его изготовления и использования из-за наличие большого количества составных частей, а также погрешности в измерениях из-за большой вероятности задержки в сосуде после заливки в него жидкости пузырьков воздуха, например, в местах фиксации перфорированной пластины, а также в самих отверстиях пластины.In this device, an attempt was made to constructively solve the problem of measuring samples of material lighter than the liquid used for this, as well as small samples by forcing the sample to be held in the lower part of the vessel. However, the disadvantages of this device are the complexity of its manufacture and use due to the presence of a large number of components, as well as measurement errors due to the high probability of a delay in the vessel after filling in the liquid with air bubbles, for example, in places where the perforated plate is fixed, and in the holes of the plate itself.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение простого способа определения плотности твердых материалов с расширенными возможностями измерения, повышение точности измерений, а также устройства простой конструкции для осуществления предлагаемого способа.The technical result of the invention is to obtain a simple method for determining the density of solid materials with advanced measurement capabilities, improving the accuracy of measurements, as well as devices of simple design for implementing the proposed method.

Технический результат достигается тем, что предлагается способ определения плотности твердых материалов, включающий последовательное определение веса сосуда с жидкостью, определение веса образца исследуемого материала, определение веса сосуда с жидкостью и помещенным в жидкость образцом исследуемого материала и математическое вычисление плотности материала по формуле:The technical result is achieved by the fact that a method for determining the density of solid materials is proposed, including sequentially determining the weight of a vessel with liquid, determining the weight of a sample of the material to be studied, determining the weight of a vessel with liquid and a sample of the studied material placed in a liquid, and mathematical calculation of the material density using the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

Где d - плотность образца, Pо - вес образца, Pж - вес сосуда с жидкостью, Pжо - вес сосуда с жидкостью и образцом исследуемого материала, при этом для проведения измерений используют сосуд с широкой горловиной, который полностью заполняют жидкостью, после чего сосуд закрывают крышкой, содержащей выступ-утапливатель, который выдавливает избыток жидкости из сосуда, затем полностью удаляют жидкость с внешней стороны сосуда, после чего измеряют вес сосуда с жидкостью, после измерения уровень жидкости в сосуде восполняют, помещают в сосуд образец исследуемого материала, затем закрывают сосуд крышкой, содержащей выступ-утапливатель, за счет этого выдавливая избыток жидкости из сосуда, после чего полностью удаляют жидкость с внешней стороны сосуда и измеряют вес сосуда с жидкостью и образцом исследуемого материала.Where d is the density of the sample, P о is the weight of the sample, P ж is the weight of the vessel with liquid, P jo is the weight of the vessel with liquid and a sample of the material under study, while for measurements, a vessel with a wide mouth is used, which is completely filled with liquid, after which the vessel is closed with a lid containing a protrusion-heater, which squeezes out excess liquid from the vessel, then the liquid is completely removed from the outside of the vessel, after which the weight of the vessel with liquid is measured, after the measurement, the liquid level in the vessel is filled, a sample is placed in the vessel the test material, then close the vessel with a lid containing the protrusion-heater, thereby squeezing the excess liquid from the vessel, then completely remove the liquid from the outside of the vessel and measure the weight of the vessel with the liquid and the sample of the studied material.

В предлагаемом способе определения плотности материала исследуемый образец материала, плотность которого меньше плотности жидкости, помещают в сосуд на поверхность жидкости.In the proposed method for determining the density of the material, the test material sample, the density of which is less than the density of the liquid, is placed in a vessel on the surface of the liquid.

В предлагаемом способе определения плотности материала исследуемый образец материала, плотность которого больше плотности жидкости, помещают на дно сосуда.In the proposed method for determining the density of the material, the studied sample of the material, the density of which is greater than the density of the liquid, is placed on the bottom of the vessel.

Для реализации этого способа измерения плотности твердых материалов предлагается устройство, представляющее из себя сосуд из прозрачного материала, при этом сосуд выполнен с широкой горловиной, торец края горловины сосуда выполнен в виде плоского участка, внешний размер которого больше размера наружной поверхности сосуда, а от наружной поверхности сосуда к краю горловины выполнен плавный переход, устройство дополнительно содержит крышку, на нижней части которой выполнен выступ-утапливатель, при этом внешний размер крышки больше размера горловины сосуда не менее чем на величину зазора между внутренней поверхностью горловины сосуда и выступом-утапливателем крышки, а контактирующие поверхности крышки и горловины сосуда выполнены шлифованными.To implement this method of measuring the density of solid materials, a device is proposed, which is a vessel of transparent material, the vessel is made with a wide neck, the end of the neck of the vessel is made in the form of a flat section, the outer size of which is larger than the outer surface of the vessel, and from the outer surface the vessel to the edge of the neck made a smooth transition, the device further comprises a lid, on the bottom of which a protrusion-heater is made, while the outer size of the lid is larger than pa container neck at least to the gap between the inner surface of the container neck and the projection-utaplivatelem lid, and the contacting surface of the cap and the neck of the container are ground.

Использование предлагаемого способа и устройства для его реализации позволяет:Using the proposed method and device for its implementation allows you to:

- повысить точность измерения плотности образца материала, поскольку позволяет надежнее, чем в случае прототипа, фиксировать недопустимое присутствие в жидкости внутри сосуда малейших пузырьков воздуха, которые могут задерживаться в углублениях измеряемого образца неправильной формы и в элементах конструкции самого сосуда. Это достигается возможностью свободно переворачивать закрытый крышкой сосуд в любой плоскости, что в случае прототипа недопустимо, а также тем, что использование предлагаемого способа и устройства для его осуществления гарантирует неизменный объем жидкости при каждом измерении;- to improve the accuracy of measuring the density of the sample material, since it allows more reliable than in the case of the prototype, to fix the unacceptable presence in the liquid inside the vessel of the smallest air bubbles, which can be delayed in the recesses of the measured sample of irregular shape and in the structural elements of the vessel itself. This is achieved by the ability to freely turn the vessel closed with a lid in any plane, which is unacceptable in the case of the prototype, and also by the fact that the use of the proposed method and device for its implementation guarantees a constant volume of liquid during each measurement;

- расширить возможности способа определения плотности образца материала благодаря возможности определения плотности материала образца вне зависимости от плотности используемой при измерениях жидкости (если плотность материала больше плотности жидкости, то образец после заполнения жидкостью сосуда располагают на дне сосуда).- expand the capabilities of the method for determining the density of a sample of material due to the possibility of determining the density of the material of the sample, regardless of the density used in the measurement of liquid (if the density of the material is greater than the density of the liquid, then the sample after filling the vessel with liquid is placed at the bottom of the vessel).

- упростить процесс определения плотности образца материала благодаря тому, что отсутствует необходимость контроля точного уровня жидкости в сосуде.- simplify the process of determining the density of the sample material due to the fact that there is no need to control the exact level of the liquid in the vessel.

Предлагаемое устройство позволяет определить плотность образца любого твердого материала вне зависимости от плотности жидкости в сосуде (если плотность материала больше плотности жидкости, то образец после заполнения жидкостью сосуда располагают на его дне).The proposed device allows you to determine the density of the sample of any solid material, regardless of the density of the liquid in the vessel (if the density of the material is greater than the density of the liquid, then the sample after filling the liquid with the vessel is placed on its bottom).

Предлагаемое устройство обладает простотой конструкции и технологичностью изготовления.The proposed device has a simplicity of design and manufacturability.

Таким образом, отмеченные преимущества в полной мере реализуются как предложенным способом, так и устройством.Thus, the noted advantages are fully realized both by the proposed method and by the device.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 показано предлагаемое устройство в сборе, где 1 - сосуд цилиндрической формы, 2 - крышка. Торец открытого края горловины сосуда выполнен в виде плоского участка. Между наружным краем горловины сосуда и его наружной поверхностью плавный переход. Крышка содержит выступ-утапливатель и выполнена в виде двух сопряженных цилиндрических элементов - одного меньшего диаметра (выступ-утапливатель), другого большего. Диаметр выступа-утапливателя крышки DB меньше внутреннего диаметра сосуда на величину зазора z, что обеспечивает свободное введение крышки в сосуд. Наружный же диаметр крышки Dк больше наружного диаметра края торца горловины сосуда Dг не менее чем на величину зазора между крышкой и внутренней поверхностью сосуда, т.е. Dк≥Dг+z. Это необходимо для того, чтобы после введения крышки в сосуд и прижатия ее к горловине сосуда плоская поверхность горловины нигде не выступала за пределы поверхности крышки, образуя уступ, из которого трудно удалимы остатки жидкости. Контактирующие же поверхности крышки и торца горловины сосуда шлифованные. Это необходимо для предотвращения смещения крышки относительно сосуда при их взаимном прижатии, а также для обеспечения герметичности.Figure 1 shows the proposed device assembly, where 1 is a vessel of cylindrical shape, 2 is a cover. The end of the open edge of the neck of the vessel is made in the form of a flat section. Between the outer edge of the neck of the vessel and its outer surface a smooth transition. The cover contains a protrusion-heater and is made in the form of two paired cylindrical elements - one smaller diameter (protrusion-heater), the other larger. The diameter of the protrusion-heater of the lid D B is less than the inner diameter of the vessel by the value of the gap z, which ensures the free introduction of the lid into the vessel. The outer diameter of the lid D k is larger than the outer diameter of the edge of the neck of the vessel D g not less than the gap between the lid and the inner surface of the vessel, i.e. D to ≥D g + z. This is necessary so that after inserting the lid into the vessel and pressing it against the neck of the vessel, the flat surface of the neck does not protrude anywhere beyond the surface of the lid, forming a ledge, from which it is difficult to remove fluid residues. The contacting surfaces of the lid and the end of the neck of the vessel are polished. This is necessary to prevent the lid from moving relative to the vessel when they are pressed together, as well as to ensure tightness.

На фиг.2 показано предлагаемое устройство для определения плотности твердых материалов, заполненное жидкостью и с помещенным внутрь измеряемым образцом, где 1 - сосуд, 2 - крышка, содержащая выступ-утапливатель, 3 - образец материала, 4 - жидкость.Figure 2 shows the proposed device for determining the density of solid materials, filled with liquid and with a measured sample placed inside, where 1 is a vessel, 2 is a lid containing a protrusion-heater, 3 is a sample of material, 4 is a liquid.

Предлагаемый способ определения плотности материала образца осуществляется следующим образом.The proposed method for determining the density of the sample material is as follows.

Образец 3 взвешивают на весах. Сосуд 1 полностью заполняют жидкостью 4, затем закрывают сосуд 1 крышкой 2 до ее плотного прижатия к горловине сосуда, при этом выступ-утапливатель крышки 2 вытесняет часть жидкости 4 наружу, затем полностью удаляют следы жидкости 4 с внешних поверхностей сосуда 1 и крышки 2, после чего сосуд 1 с жидкостью 4 взвешивают. После этого крышку 2 снимают, в сосуд 1 доливают жидкость 4 до верхнего края и помещают измеряемый образец материала 3, который в зависимости от его плотности либо остается на поверхности жидкости 4, либо опускается на дно сосуда 1. Снова закрывают сосуд 1 крышкой 2 до ее плотного прижатия ее к горловине сосуда 1 (теперь жидкость занимает строго тот же объем, что и при предыдущем взвешивании без образца). При этом образец 3 полностью погружается в жидкость 4, а избыток жидкости 4 выжимается из сосуда 1. Оставшаяся в сосуде 1 жидкость 4 занимает строго определенное пространство между образцом 3, стенками сосуда 1 и крышкой 2. Указанное соотношение размеров крышки и сосуда обуславливает свободное введение крышки в сосуд, а шлифованные плоские поверхности крышки и горловины обеспечивает их взаимную неподвижность при прижатии друг к другу. С поверхности устройства удаляют малейшие следы жидкости, после чего устройство со всем содержимым взвешивают на весах.Sample 3 is weighed on a balance. The vessel 1 is completely filled with liquid 4, then close the vessel 1 with a cover 2 until it is pressed firmly against the neck of the vessel, while the protrusion-heater of the cover 2 displaces part of the liquid 4 outside, then traces of liquid 4 are completely removed from the outer surfaces of the vessel 1 and cover 2, after wherein the vessel 1 with liquid 4 is weighed. After that, the lid 2 is removed, the liquid 4 is added to the vessel 1 to the upper edge and the measured sample of material 3 is placed, which, depending on its density, either remains on the surface of the liquid 4 or sinks to the bottom of the vessel 1. Again, close the vessel 1 with the lid 2 until it tightly pressing it to the neck of the vessel 1 (now the liquid occupies exactly the same volume as in the previous weighing without a sample). In this case, the sample 3 is completely immersed in the liquid 4, and the excess liquid 4 is squeezed out of the vessel 1. The liquid 4 remaining in the vessel 1 occupies a strictly defined space between the sample 3, the walls of the vessel 1 and the cover 2. The indicated ratio of the sizes of the lid and the vessel determines the free introduction of the lid into the vessel, and the polished flat surfaces of the lid and the neck ensures their mutual immobility when pressed against each other. The smallest traces of liquid are removed from the surface of the device, after which the device with all contents is weighed on the balance.

Используя полученные значения веса образца, веса устройства с жидкостью и образцом и с жидкостью без образца, рассчитывают плотность образца по приведенной выше формуле.Using the obtained values of the weight of the sample, the weight of the device with the liquid and the sample and with the liquid without the sample, calculate the density of the sample according to the above formula.

Поскольку при заливке жидкости в сосуд капли жидкости могут оказаться на внешней поверхности сосуда, то тщательное удаление с поверхности сосуда следов жидкости перед каждым взвешиванием сосуда чрезвычайно важно. Плавный переход от наружной поверхности сосуда к торцу его горловины и соотношение размеров контактирующих поверхностей крышки и сосуда, при которых шлифованная поверхность сосуда не выступает за пределы шлифованной поверхности крышки, обеспечивает качественное удаление следов жидкости с поверхности сосуда и крышки.Since, when pouring liquid into a vessel, liquid droplets may appear on the outer surface of the vessel, careful removal of traces of liquid from the surface of the vessel before each weighing of the vessel is extremely important. A smooth transition from the outer surface of the vessel to the end of its neck and the ratio of the sizes of the contacting surfaces of the lid and the vessel, in which the polished surface of the vessel does not protrude beyond the polished surface of the lid, ensures a qualitative removal of traces of liquid from the surface of the vessel and the lid.

Пример осуществления предлагаемого изобретения.An example implementation of the invention.

Использован сосуд цилиндрической формы, фиг.1. Наружный диаметр сосуда 54 мм; внутренний Dг=51 мм и диаметр торца горловины 55,5 мм; у крышки диаметры поверхности, контактирующей с торцом горловины, Dв=50 мм, Dк=72 мм. Образец - сваренная порция пеностекла. Жидкость - вода (принято dж=1 г/см3). Плотность материала образца меньше плотности жидкости. Взвешиванием на лабораторных технических весах определяют вес образца Pо=15,2 г. В сосуд наливают дистиллированную воду до края, с избытком. Образец помещают на поверхность жидкости в сосуде. На сосуд опускают крышку. При этом образец погружается в жидкость, а избыток воды вытекает за пределы сосуда. Удерживая крышку и сосуд во взаимно прижатом состоянии, ветошью удаляют малейшие видимые следы жидкости с внешней поверхности сосуда, в частности в области перехода от сосуда к крышке. Плавность перехода от внешней цилиндрической поверхности сосуда к его горловине позволяет это выполнить. Устанавливают сосуд с жидкостью и образцом на весы и определяют его вес Pжо=192,97 г. Снимают сосуд с весов, снимают крышку, удаляют из сосуда образец и жидкость. Снова заливают в сосуд жидкость до края, с избытком. Опускают на сосуд крышку. Так же, как и при взвешивании сосуда с образцом и жидкостью, удерживая сосуд и крышку во взаимно прижатом состоянии, удаляют следы жидкости и определяют вес сосуда только с жидкостью Pж=199,37 г. Рассчитывают плотность образца по формулеUsed a vessel of cylindrical shape, figure 1. The outer diameter of the vessel is 54 mm; inner D g = 51 mm and a diameter of the end of the neck 55.5 mm; the cap has the diameters of the surface in contact with the end of the neck, D in = 50 mm, D to = 72 mm Sample - cooked portion of foam glass. The liquid is water (accepted d W = 1 g / cm 3 ). The density of the sample material is less than the density of the liquid. Weighing on a laboratory technical balance determines the weight of the sample P o = 15.2 g. Distilled water is poured into the vessel to the edge, in excess. The sample is placed on the surface of the liquid in the vessel. The lid is lowered onto the vessel. In this case, the sample is immersed in a liquid, and excess water flows outside the vessel. Holding the lid and the vessel in a mutually pressed state, the smallest visible traces of liquid are removed with a rag from the outer surface of the vessel, in particular in the area of transition from the vessel to the lid. The smooth transition from the outer cylindrical surface of the vessel to its neck allows this to be done. Set the vessel with the liquid and the sample on the balance and determine its weight P jo = 192.97 g. Remove the vessel from the balance, remove the lid, remove the sample and liquid from the vessel. Again, pour liquid into the vessel to the edge, in excess. Lower the lid onto the vessel. Just as when weighing a vessel with a sample and a liquid, holding the vessel and the lid in a mutually pressed state, remove traces of liquid and determine the weight of the vessel with liquid only P W = 199.37 g. Calculate the density of the sample by the formula

Figure 00000002
Figure 00000002

Таким образом, предложенный способ определения плотности материала образца и устройство для его осуществления позволяет в сравнении с прототипом повысить точность измерения и упростить конструкцию, а также расширить возможности способа, позволяя производить измерение плотности образца вне зависимости от плотности используемой жидкости, а также устранить ограничения размеров образца диаметром его горловины.Thus, the proposed method for determining the density of the material of the sample and the device for its implementation allows, in comparison with the prototype, to increase the accuracy of measurement and simplify the design, as well as expand the capabilities of the method, allowing you to measure the density of the sample regardless of the density of the liquid used, as well as eliminate restrictions on the size of the sample diameter of its neck.

Claims (4)

1. Способ определения плотности твердых материалов, включающий определение веса сосуда с жидкостью, определение веса образца исследуемого материала, определение веса сосуда с жидкостью и помещенным в жидкость образцом исследуемого материала и вычисление плотности материала по формуле:
Figure 00000003
где
d - плотность образца, Po - вес образца, Pж - вес сосуда с жидкостью, Pжо - вес сосуда с жидкостью и образцом исследуемого материала, отличающийся тем, что для проведения измерений используют сосуд с широкой горловиной, который полностью заполняют жидкостью, после чего сосуд закрывают крышкой, содержащей выступ-утапливатель, за счет этого выдавливая избыток жидкости из сосуда, затем полностью удаляют жидкость с внешней стороны сосуда, после чего измеряют вес сосуда с жидкостью, после измерения уровень жидкости в сосуде восполняют, помещают в сосуд образец исследуемого материала, затем закрывают сосуд крышкой, содержащей выступ-утапливатель, за счет этого выдавливая избыток жидкости из сосуда, после чего полностью удаляют жидкость с внешней стороны сосуда и измеряют вес сосуда с жидкостью и образцом исследуемого материала.
1. The method of determining the density of solid materials, including determining the weight of the vessel with the liquid, determining the weight of the sample of the test material, determining the weight of the vessel with the liquid and the sample of the test material placed in the liquid, and calculating the density of the material by the formula:
Figure 00000003
Where
d is the density of the sample, P o is the weight of the sample, P f is the weight of the vessel with the liquid, P jo is the weight of the vessel with the liquid and the sample of the test material, characterized in that for the measurements, a vessel with a wide neck is used, which is completely filled with liquid, after whereupon the vessel is closed with a lid containing the protrusion-heater, thereby squeezing the excess liquid from the vessel, then the liquid is completely removed from the outside of the vessel, after which the weight of the vessel with the liquid is measured, after the measurement, the liquid level in the vessel is replenished, placed in condemn the sample of the studied material, then close the vessel with a lid containing the protrusion-heater, thereby squeezing out excess liquid from the vessel, then completely remove the liquid from the outside of the vessel and measure the weight of the vessel with the liquid and the sample of the studied material.
2. Способ определения плотности материала по п.1, отличающийся тем, что исследуемый образец материала, плотность которого меньше плотности жидкости, помещают в сосуд на поверхность жидкости.2. The method of determining the density of the material according to claim 1, characterized in that the sample of material under study, the density of which is less than the density of the liquid, is placed in a vessel on the surface of the liquid. 3. Способ определения плотности материала по п.1, отличающийся тем, что исследуемый образец материала, плотность которого больше плотности жидкости, помещают на дно сосуда.3. The method of determining the density of the material according to claim 1, characterized in that the test sample of the material, the density of which is greater than the density of the liquid, is placed on the bottom of the vessel. 4. Устройство для определения плотности материала, представляющее из себя сосуд из прозрачного материала, отличающееся тем, что сосуд выполнен с широкой горловиной, при этом торец края горловины сосуда выполнен в виде плоского участка, внешний размер которого больше размера наружной поверхности сосуда, а от наружной поверхности сосуда к краю горловины выполнен плавный переход, устройство дополнительно содержит крышку, на нижней части которой выполнен выступ-утапливатель, при этом внешний размер крышки должны быть больше размера горловины сосуда не менее чем на величину зазора между внутренней поверхностью горловины сосуда и выступом-утапливателем крышки, а контактирующие поверхности крышки и горловины сосуда шлифованные. 4. A device for determining the density of the material, which is a vessel of transparent material, characterized in that the vessel is made with a wide neck, while the end of the edge of the neck of the vessel is made in the form of a flat section, the outer size of which is larger than the outer surface of the vessel, and from the outer the surface of the vessel to the edge of the neck made a smooth transition, the device further comprises a lid, on the bottom of which a protrusion-heater is made, while the outer size of the lid must be larger than the size of the neck the vessel is not less than the gap between the inner surface of the neck of the vessel and the protrusion-heater of the lid, and the contacting surfaces of the lid and neck of the vessel are polished.
RU2014112871/28A 2014-04-02 2014-04-02 Method of determination of density of solid materials and device for its implementation RU2559175C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014112871/28A RU2559175C1 (en) 2014-04-02 2014-04-02 Method of determination of density of solid materials and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014112871/28A RU2559175C1 (en) 2014-04-02 2014-04-02 Method of determination of density of solid materials and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2559175C1 true RU2559175C1 (en) 2015-08-10

Family

ID=53796247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014112871/28A RU2559175C1 (en) 2014-04-02 2014-04-02 Method of determination of density of solid materials and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2559175C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106338452A (en) * 2016-12-06 2017-01-18 盐城工业职业技术学院 Fiber density testing instrument
RU2708714C1 (en) * 2019-04-11 2019-12-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова" Method for determination of density of solid bodies and device for its implementation
RU2787709C1 (en) * 2021-07-12 2023-01-11 Вачакан Ваграмович Акопов Method for measurement of volume of bodies of irregular shape, density of which is less than density of liquid

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2223317A (en) * 1987-04-03 1990-04-04 Bert Lamarr Fairbanks Method of hydrostatic weighing to determine density of a human body
EP1184658A2 (en) * 2000-08-18 2002-03-06 SG Measurement Limited Improvements relating to the measurement of specific gravity/density
RU2227284C2 (en) * 2002-03-18 2004-04-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт им. акад. А.Н. Крылова" Method and device for evaluating density of simulated sea ice
RU111663U1 (en) * 2011-05-03 2011-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический университет растительных полимеров" PYCNOMETER

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2223317A (en) * 1987-04-03 1990-04-04 Bert Lamarr Fairbanks Method of hydrostatic weighing to determine density of a human body
EP1184658A2 (en) * 2000-08-18 2002-03-06 SG Measurement Limited Improvements relating to the measurement of specific gravity/density
RU2227284C2 (en) * 2002-03-18 2004-04-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт им. акад. А.Н. Крылова" Method and device for evaluating density of simulated sea ice
RU111663U1 (en) * 2011-05-03 2011-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический университет растительных полимеров" PYCNOMETER

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106338452A (en) * 2016-12-06 2017-01-18 盐城工业职业技术学院 Fiber density testing instrument
RU2708714C1 (en) * 2019-04-11 2019-12-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова" Method for determination of density of solid bodies and device for its implementation
RU2787709C1 (en) * 2021-07-12 2023-01-11 Вачакан Ваграмович Акопов Method for measurement of volume of bodies of irregular shape, density of which is less than density of liquid

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7278311B1 (en) Liquid level and density measurement device
RU2559175C1 (en) Method of determination of density of solid materials and device for its implementation
CN106501151A (en) A kind of shale aperture measurement device and method based on imbibition and ion diffusion property
US3691839A (en) Portable fluid gauge
IT201800005789A1 (en) DENSIMETER
CN105021496A (en) Density measuring apparatus with tiny error
RU2460987C1 (en) Method of determining surface tension coefficient and wetting angle
KR20160046015A (en) An apparatus for measuring consistency of fresh concrete and a method for measuring consistency of fresh concrete using the same
CN204720049U (en) Archimedes principle demonstrator
RU2708714C1 (en) Method for determination of density of solid bodies and device for its implementation
CN109932279B (en) Device and method for measuring liquid density by using volume strain
Robinson et al. Dilute Triton X-100 in water as a reference liquid for hydrometer calibration using Cuckow’s method
Nor et al. An improved ring method for calibration of hydrometers
US1603712A (en) Sampling device
RU2254564C1 (en) Method and device for determining characteristics of loose material
CN103604478B (en) A kind of constant volume container and using method thereof
CN202903641U (en) Gel strength measuring device
RU108621U1 (en) DENSIMETER
RU2716873C1 (en) Method of measuring density of liquid and device for measuring density by this method
CN207066927U (en) A kind of immersion device for being used to aid in absorbent material water absorption rate to detect
CN204575163U (en) A kind of Small Solid device for volume measurement
US2997881A (en) Apparatus and method for determining specific gravity
CN103344522A (en) Liquid density measurement method
CN203812454U (en) Simple solid density measurer
US684850A (en) Testing device.