RU2618504C1 - Method of body density determining - Google Patents

Method of body density determining Download PDF

Info

Publication number
RU2618504C1
RU2618504C1 RU2016108193A RU2016108193A RU2618504C1 RU 2618504 C1 RU2618504 C1 RU 2618504C1 RU 2016108193 A RU2016108193 A RU 2016108193A RU 2016108193 A RU2016108193 A RU 2016108193A RU 2618504 C1 RU2618504 C1 RU 2618504C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
density
volume
gas
determining
pressure
Prior art date
Application number
RU2016108193A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Петрович Пекин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинский государственный педагогический университет" (ФГБОУ ВПО "ЧГПУ")
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинский государственный педагогический университет" (ФГБОУ ВПО "ЧГПУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинский государственный педагогический университет" (ФГБОУ ВПО "ЧГПУ")
Priority to RU2016108193A priority Critical patent/RU2618504C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2618504C1 publication Critical patent/RU2618504C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • G01N9/08—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity by measuring buoyant force of solid materials by weighing both in air and in a liquid

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: method of the body density determining, first the density of the body solid component is determined by entering it into the cell and determining the weight of this cell in the body non-wetting liquid at normal and reduced pressure. After determining the density of the body solid component the volume of gas in the body is determined, to which end the body is placed in a liquid capable of wetting the body, the pressure is created in it to the weighted body state and the change of gas volume relative magnitude is determined, and then the volume of gas in the body is calculated by the formula: Vr=mΔVk/ρ2-P, where m is a mass of the test body, ΔVk is gas compression coefficient with increasing pressure from the normal level to a value at which the body is suspended, equal to VkRn/VkRa, where VkPh is the volume of air in the capillary-manometer at normal pressure, VkRa is the volume of air in the capillary-manometer at high pressure, ρ2 is the density of the body wetting fluid, P is the density of the solid body component. At the same time an insect can be used as the object of study.
EFFECT: ability to measure volume of the gas situated in the body during density determination of it.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к способам определения физических свойств тел, в частности плотности тел малого размера, в которых возможно определить объем находящегося в них газа.The invention relates to methods for determining the physical properties of bodies, in particular the density of small-sized bodies, in which it is possible to determine the volume of gas contained in them.

Известен способ определения плотности любого физического тела путем измерения его массы на весах, определения его объема и дальнейшего расчета плотности как отношения массы и объема (http: // www.Kakprosto.ru/kak-54370-kak).There is a method of determining the density of any physical body by measuring its mass on the scales, determining its volume and further calculating the density as the ratio of mass and volume (http: // www.Kakprosto.ru/kak-54370-kak).

Недостатком этого способа являются низкие технологические возможности. Он не позволяет определить плотность тел с малыми геометрическими размерами.The disadvantage of this method is the low technological capabilities. It does not allow determining the density of bodies with small geometric dimensions.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту предлагаемому является способ определения плотности мелкодисперсных твердых тел, включающий взвешивание исследуемого тела, помещенного в измерительную кювету (Патент РФ на изобретение №2203480, Способ определения плотности твердых тел, МПК G01N 9/10, от 27.04.2003). Взвешивание осуществляют в рабочей жидкости в воздушном пузыре вначале при нормальном давлении, затем - при пониженном. После этого очищают кювету от исследуемого тела, заполняют ее рабочей жидкостью и определяют вес кюветы в рабочей жидкости. Затем рассчитывают плотность исследуемого тела.The closest in technical essence and the achieved effect, the proposed is a method for determining the density of finely divided solids, including weighing the test body, placed in a measuring cell (RF Patent for the invention No. 2203480, Method for determining the density of solids, IPC G01N 9/10, from 04/27/2003 ) Weighing is carried out in a working fluid in an air bubble, first at normal pressure, then at reduced pressure. After that, the cell is cleaned from the test body, filled with a working fluid, and the weight of the cell in the working fluid is determined. Then calculate the density of the test body.

Этот способ позволяет определить плотность твердой составляющей тела, но он не позволяет определить объем находящегося в теле газов. Следует заметить, на практике возникает необходимость определения этого объема, например, в биологии при определении внутриполостного объема газа в теле мелких насекомых (божьи коровки, жуки, блохи), а также в упругих телах.This method allows you to determine the density of the solid component of the body, but it does not allow to determine the volume of gases in the body. It should be noted that in practice there is a need to determine this volume, for example, in biology when determining the intracavitary volume of gas in the body of small insects (ladybugs, beetles, fleas), as well as in elastic bodies.

Таким образом, недостатком наиболее близкого аналога является то, что он не позволяет определить наряду с плотностью объем газа в этом теле.Thus, a drawback of the closest analogue is that it does not allow determining, along with density, the volume of gas in this body.

Задачей предлагаемого решения является устранение этого недостатка, а именно возможность измерения при определении плотности тела объема находящихся в нем газов.The objective of the proposed solution is to eliminate this drawback, namely the ability to measure when determining the density of the body volume of the gases contained in it.

Поставленная задача решается тем, что в способе определения плотности тел, в котором определяют плотность твердой составляющей этого тела путем заключения его в кювету и определения веса этой кюветы в несмачиваемой это тело жидкости при нормальном и пониженном давлении, согласно предлагаемому решению после определения твердой составляющей этого тела определяют объем газа в теле, для чего тело помещают в жидкость, способную смачивать это тело, создают давление в ней до взвешенного состояния тела и определяют относительную величину изменения объема газа, а затем рассчитывают объем газа в теле по формуле:The problem is solved in that in a method for determining the density of bodies, in which the density of the solid component of this body is determined by enclosing it in a cuvette and determining the weight of this cuvette in a non-wettable body under normal and reduced pressure, according to the proposed solution after determining the solid component of this body determine the volume of gas in the body, for which the body is placed in a liquid that can moisten this body, create pressure in it to the suspended state of the body and determine the relative value gas volume, and then calculate the gas volume in the body according to the formula:

Vr=mΔVk/ρ2-Р, гдеV r = mΔV k / ρ 2 -P, where

m - масса исследуемого тела,m is the mass of the test body,

ΔVk - коэффициент сжатия газа при увеличении давления от нормальной величины до величины, при которой тело находится во взвешенном состоянии, равный VкPн/VкРа, где VкPн - объем воздуха в капилляре-манометре при нормальном давлении, VкРа - объем воздуха в капилляре-манометре при повышенном давлении,ΔV k is the gas compression coefficient with increasing pressure from a normal value to a value at which the body is in suspension, equal to VкРн / VкРа, where VкРн is the air volume in the capillary-manometer at normal pressure, VкРа is the air volume in the capillary-manometer at high blood pressure

ρ2 - плотность смачиваемой тело жидкости,ρ 2 is the density of the wetted fluid body,

Р - плотность твердой составляющей тела.P is the density of the solid component of the body.

При этом в качестве объекта исследования можно использовать насекомое.At the same time, an insect can be used as an object of study.

Помещение тела после определения твердой его составляющей плотности в жидкость, способную смачивать это тело (чаще всего масло), позволит вытеснить газ в теле и по разнице изменения нормального давления и давления во взвешенном состоянии тела рассчитать объем находящегося в нем газа. Начальное помещение кюветы с телом в несмачиваемую тело жидкость (вода) не позволяет проникнуть ей внутрь кюветы, т.е. ведет к появлению воздушного пузыря, в которой находится испытуемое тело. Дальнейшее помещение тела в смачиваемую его жидкость (масло) позволяет смочить внешнюю поверхность тела, но не проникнуть во внутренние поры тела.After determining the solid density component of a body into a liquid capable of wetting this body (most often oil), it will allow the gas in the body to be displaced and to calculate the volume of gas in it by the difference in changes in normal pressure and in-suspension pressure of the body. The initial placement of the cuvette with the body in the non-wettable body of the liquid (water) does not allow it to penetrate into the cuvette, i.e. leads to the appearance of an air bubble in which the test body is located. Further placement of the body in its wetted liquid (oil) allows you to moisten the external surface of the body, but not to penetrate the internal pores of the body.

Предлагаемый способ определения плотности проиллюстрирован схемой установки для определения объема газа в теле, состоящей из сосуда 1 с жидкостью, капилляра-манометра 2, гидроцилиндра 3.The proposed method for determining the density is illustrated by the installation diagram for determining the volume of gas in the body, consisting of a vessel 1 with a liquid, a capillary-manometer 2, a hydraulic cylinder 3.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Тело, например насекомое, взвешивают на воздухе. Помещают тело в измерительную кювету, опускают кювету в несмачиваемую это тело жидкость (дистиллированную воду) и взвешивают в воздушном пузыре вначале при нормальном давлении, а затем при пониженном. Затем кювету вытаскивают из жидкости, освобождают ее от исследуемого тела, заполняют ее рабочей жидкостью и определяют вес кювету в рабочей жидкости. После этого рассчитывают плотность твердой составляющей тела по заявленной в наиболее близком аналоге формуле.A body, such as an insect, is weighed in air. The body is placed in a measuring cuvette, the cuvette is lowered into a non-wettable liquid (distilled water) and weighed in an air bubble at first under normal pressure and then under reduced pressure. Then the cuvette is pulled out of the liquid, it is freed from the test body, it is filled with working fluid, and the weight of the cuvette in the working fluid is determined. After that, the density of the solid component of the body is calculated according to the formula stated in the closest analogue.

После определения твердой составляющей Р тела его помещают в прозрачный сосуд 1 с жидкостью, способную смачивать это тело (масло) с известной плотностью (ρ2). Испытания проводят в сосуде 1, снабженном капилляром-манометром 2 и гидроцилиндром 3. Определяют объем воздуха в капилляре-манометре при нормальном давлении (VкPн). Создают давление (Ра) в рабочей жидкости до погружения тела и нахождения его во взвешенном состоянии. Измеряют объем воздуха в капилляре - манометре при повышенном давлении (\/кРа). Определяют коэффициент сжатия газа при изменении давления от нормального до давления во взвешенном состоянии тела (ΔVk=VкPн/VкPa).After determining the solid component P of the body, it is placed in a transparent vessel 1 with a liquid capable of wetting this body (oil) with a known density (ρ 2 ). The tests are carried out in a vessel 1 equipped with a capillary-pressure gauge 2 and a hydraulic cylinder 3. The volume of air in the capillary-pressure gauge is determined at normal pressure (VcPn). They create pressure (Ra) in the working fluid until the body is immersed and suspended. The air volume in the capillary - pressure gauge is measured at elevated pressure (\ / kPa). The gas compression coefficient is determined when the pressure changes from normal to pressure in the suspended state of the body (ΔV k = VкPн / VкPa).

После этого объем внутриполостного газа в теле, например насекомого, рассчитывают по формуле:After that, the volume of intracavitary gas in the body, such as an insect, is calculated by the formula:

Vr=mΔVk/ρ2-Р, гдеV r = mΔV k / ρ 2 -P, where

m - масса исследуемого тела,m is the mass of the test body,

ΔVk - коэффициент сжатия газа при увеличении давления от нормальной величины до величины, при которой тело, например насекомое, находится во взвешенном состоянии,ΔV k is the gas compression coefficient with increasing pressure from a normal value to a value at which the body, such as an insect, is in suspension,

ρ2 - плотность смачиваемой тело жидкости,ρ 2 is the density of the wetted fluid body,

Р - плотность твердой составляющей тела.P is the density of the solid component of the body.

Согласно предлагаемому способу определен объем внутриполостного газа в теле божьей коровки. Плотность твердой составляющей коровки при использовании дистиллированной воды составила 120 кг/м3. Объем газа в ней составил 2,76×10-8 м3.According to the proposed method, the volume of intracavitary gas in the body of a ladybug is determined. The density of the solid component of the cow when using distilled water was 120 kg / m 3 . The volume of gas in it was 2.76 × 10 -8 m 3 .

Предлагаемый способ найдет применение в анатомических, физиологических и экологических исследованиях при определении объемов трахейной системы насекомых и других внутриполостных газовых объемов беспозвоночных животных, а также в измерительной технике при определении объемов газа в упругих телах.The proposed method will find application in anatomical, physiological and environmental studies in determining the volume of the tracheal system of insects and other intracavitary gas volumes of invertebrate animals, as well as in measuring technique in determining the volume of gas in elastic bodies.

Claims (7)

1. Способ определения плотности тел, в котором определяют плотность твердой составляющей этого тела путем заключения его в кювету и определения веса этой кюветы в несмачиваемой это тело жидкости при нормальном и пониженном давлении, отличающийся тем, что после определения твердой составляющей этого тела определяют объем газа в теле, для чего тело помещают в снабженный капилляром-манометром прозрачный сосуд с жидкостью, способную смачивать это тело, создают давление в ней до взвешенного состояния тела и определяют относительную величину изменения объема газа, а затем рассчитывают объем газа в теле по формуле:1. A method for determining the density of bodies, in which the density of the solid component of this body is determined by enclosing it in a cuvette and determining the weight of this cuvette in a non-wettable liquid under normal and reduced pressure, characterized in that after determining the solid component of this body, the gas volume is determined in body, for which the body is placed in a transparent vessel equipped with a capillary-pressure gauge with a liquid that can moisten this body, create pressure in it to the suspended state of the body and determine the relative value changes in the volume of gas, and then calculate the volume of gas in the body according to the formula: Vr=mΔVk/ρ2-Р, гдеV r = mΔV k / ρ 2 -P, where m - масса исследуемого тела,m is the mass of the test body, ΔVk - коэффициент сжатия газа при увеличении давления от нормальной величины до величины, при которой тело находится во взвешенном состоянии, равный VкPн/VкPa, где VкPн - объем воздуха в капилляре-манометре при нормальном давлении, VкPa - объем воздуха в капилляре-манометре при повышенном давлении,ΔV k is the gas compression coefficient with increasing pressure from a normal value to a value at which the body is in suspension, equal to VкРн / VкPa, where VкРн is the air volume in the capillary-manometer at normal pressure, VкPa is the air volume in the capillary-manometer at high blood pressure ρ2 - плотность смачиваемой тело жидкости,ρ 2 is the density of the wetted fluid body, Р - плотность твердой составляющей тела.P is the density of the solid component of the body. 2. Способ определения плотности тел по п. 1, отличающийся тем, что определяют плотность насекомого.2. A method for determining the density of bodies according to claim 1, characterized in that the density of the insect is determined.
RU2016108193A 2016-03-09 2016-03-09 Method of body density determining RU2618504C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016108193A RU2618504C1 (en) 2016-03-09 2016-03-09 Method of body density determining

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016108193A RU2618504C1 (en) 2016-03-09 2016-03-09 Method of body density determining

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2618504C1 true RU2618504C1 (en) 2017-05-03

Family

ID=58697584

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016108193A RU2618504C1 (en) 2016-03-09 2016-03-09 Method of body density determining

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2618504C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109060594A (en) * 2018-06-22 2018-12-21 北京市医疗器械检验所 A kind of liquid density measurement method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3747416A (en) * 1972-07-17 1973-07-24 Thiokol Chemical Corp Density measurement apparatus
RU2203480C2 (en) * 2001-03-23 2003-04-27 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Стеклопластик" Procedure establishing density of solid bodies
RU2399904C1 (en) * 2009-05-20 2010-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ГОУ ВПО "ТГТУ") Method of measuring density
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

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3747416A (en) * 1972-07-17 1973-07-24 Thiokol Chemical Corp Density measurement apparatus
RU2203480C2 (en) * 2001-03-23 2003-04-27 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Стеклопластик" Procedure establishing density of solid bodies
RU2399904C1 (en) * 2009-05-20 2010-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ГОУ ВПО "ТГТУ") Method of measuring density
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

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109060594A (en) * 2018-06-22 2018-12-21 北京市医疗器械检验所 A kind of liquid density measurement method
CN109060594B (en) * 2018-06-22 2021-07-16 北京市医疗器械检验所 Liquid density measuring method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hughes Archimedes revisited: a faster, better, cheaper method of accurately measuring the volume of small objects
WO2015155331A1 (en) Process for the determination of the cross-sectional area and volume of an object
CN109115993A (en) A kind of spontaneous imbibition oil displacement efficiency measuring device of LOW PERMEABILITY RESERVOIR and method
CN106501151A (en) A kind of shale aperture measurement device and method based on imbibition and ion diffusion property
RU2618504C1 (en) Method of body density determining
RU2478196C1 (en) Method for determining air content in frozen soil
CN105004631A (en) Paste emulsion explosive density testing method
US3091115A (en) Apparatus for determining soil moisture content
Freire et al. Comparison of devices for measuring soil matric potential and effects on soil hydraulic functions and related parameters
CN112394005A (en) Device and method suitable for testing density of solid and liquid
JP2013200204A5 (en)
RU177855U1 (en) Device for measuring the dynamic action of rain on the soil
CN206488998U (en) A kind of pulley measuring device for being used to measure the change of triaxial test body
RU2662502C1 (en) Turbulent rheometer
RU88526U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING THE VOLUME OF BIOLOGICAL MATERIAL OF OBJECTS OF INCORRECT GEOMETRIC FORM
US11821907B2 (en) Buoyometer
RU2818016C1 (en) Method of determining density of wood
RU2203480C2 (en) Procedure establishing density of solid bodies
CN204202726U (en) Weight-measuring device in test specimen water
RU163271U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING THE VOLUME OF IRON FRUIT BODIES
RU2487336C2 (en) Method to detect air content in thawed soil
CN208333615U (en) The liquid level difference self-operated measuring unit of E601 evaporating dish
RU2805371C1 (en) Method for determining wood density
SU142798A1 (en) A device for determining the density of a liquid under pressure
RU2102721C1 (en) Device determining inlet pressure of air of soil and other porous materials

Legal Events

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

Effective date: 20190310