RU2629910C9 - Способ гидростатического взвешивания твёрдых тел - Google Patents
Способ гидростатического взвешивания твёрдых тел Download PDFInfo
- Publication number
- RU2629910C9 RU2629910C9 RU2016132721A RU2016132721A RU2629910C9 RU 2629910 C9 RU2629910 C9 RU 2629910C9 RU 2016132721 A RU2016132721 A RU 2016132721A RU 2016132721 A RU2016132721 A RU 2016132721A RU 2629910 C9 RU2629910 C9 RU 2629910C9
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- density
- container
- determining
- buoyancy force
- immersing
- Prior art date
Links
- 238000005303 weighing Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 230000037396 body weight Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 4
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000009189 diving Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
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
- 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 Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу гидростатического взвешивания твердого тела для определения его плотности, включающему в себя определение массы тела, погружение тела в емкость с рабочей жидкостью, уравновешивание тела до достижения гидростатического состояния, определение выталкивающей силы и последующий расчет плотности тела по отношению его массы к объему, рассчитанному исходя из значений выталкивающей силы и плотности рабочей жидкости. Способ согласно настоящему изобретению отличается тем, что проводят взвешивание тела, подвешенного на гибкой подвеске, обнуляют показания электронных весов перед его погружением в емкость с жидкостью, а значение выталкивающей силы определяют по показанию на дисплее весов после погружения тела, подвешенного на гибкой подвеске, в емкость с жидкостью. Технический результат – повышение технологичности и точности способа гидростатического взвешивания твердых тел. 1 ил.
Description
Изобретение относится к технике гидростатического взвешивания для определения плотности твердых тел, оборудования для его реализации и может быть использовано для определения плотности твердых тел в различных отраслях техники.
Известен способ гидростатического взвешивания тела для определения плотности тела по патенту WO №9324821 (А1)-1993-12-09, который включает погружение тела в бассейн с водой, уравновешивание тела специальными грузами до состояния плавания без погружения или всплытия, определение силы всплытия тела и грузов для достижения гидростатического состояния, определение массы тела и грузов. По полученным данным известный способ расчета позволяет определить плотность тела. Способ низко технологичен, поскольку уравновешивания тела достаточно сложно и требует специального оснащения, а погрешность определения плотности при использовании способа значительна.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ гидростатического взвешивания и набора приспособлений для его реализации по патенту СА №1334107 (G01G 5/00), являющийся развитием способа по патенту WO №9324821, в котором специальные грузы заменены заполняемым водой контейнером. Технологичность способа повышается, однако остается недостаточной, а погрешность определения плотности - значительной.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение технологичности взвешивания и точности определения плотности. Технический результат состоит в простоте взвешивания за счет отсутствия специального оборудования и приспособлений, кроме электронных весов для взвешивания, а также в высокой точности определения плотности, которая, в конечном счете, в случае учета всех факторов, определяющих погрешность, зависит только от точности применяемых для взвешивания весов.
Технический результат достигается тем, что в способе гидростатического взвешивания твердого тела для определения его плотности, включающем определение массы тела, погружение тела в емкость с рабочей жидкостью, уравновешивание тела до достижения гидростатического состояния, определение выталкивающей силы и последующий расчет плотности тела известным способом по отношению его массы к объему, рассчитанному исходя из выталкивающей силы и плотности рабочей жидкости, проводят взвешивание тела на гибкой подвеске, обнуляют показания электронных весов перед погружением тела в емкость с жидкостью, а значение выталкивающей силы определяют по показанию на дисплее весов после погружения тела в емкость с жидкостью (фигура 1).
Повышение технологичности взвешивания достигается упрощением процесса определения выталкивающей силы, которая в данном случае определяется непосредственно по показанию электронных весов 6 после погружения тела 1, подвешенного посредством гибкой подвески 2, в емкость 3 с рабочей жидкостью 4 (фигура 1, положение 2). Гибкая подвеска 2 обеспечивает уравновешивание тела 1 и достижение гидростатического состояния. В качестве гибкой подвески 2 в зависимости от массы тела могут быть использованы нить, леска, шнур, фал или трос. Гибкая подвеска 2 должна надежно выдерживать массу тела 1 при минимальном объеме подвески 2. Тело 1 на гибкой подвеске 2 закрепляется, например, на штативе 5, установленном на весы 6.
В положении 1 (см. фигуру 1) определяется масса G тела 1, после чего показания весов 6 обнуляются.
В положении 2 после погружения тела 1 в емкость 2 с рабочей жидкостью 4 посредством гибкой подвески 2 обеспечивается достижение гидростатического состояния. Сила натяжения гибкой подвески 2 уменьшается на величину выталкивающей силы F. При обнулении весов 6 перед погружением тела 1 в емкость 2 с рабочей жидкостью 4 и последующим погружением тела 1 в емкость 2 с рабочей жидкостью 4 на дисплее весов высвечивается значение выталкивающей силы F. В случае использования в качестве рабочей жидкости дистиллированной воды (плотность воды без учета температуры равна 1 г/см3) выталкивающая сила тела F по значению соответствует объему тела. Далее известным способом рассчитывается плотность тела.
Точность определения плотности зависит, прежде всего, от точности весов 1. Повышение точности обеспечивается поправками на температуру рабочей жидкости 3 и выталкивающую силу погруженного в рабочую жидкость участка гибкой подвески 5. Погрешность определения плотности уменьшается с увеличением массы и размеров тела.
Способ применим для определения плотности тел неправильной сложной формы и больших размеров.
Пример конкретного применения
Гидростатическое взвешивание цилиндрической компактной заготовки из порошкового алюминиевого сплава САС-1 диаметром 118, высотой 152 мм. Взвешивание проводили в водопроводной воде на электронных весах модели CAS ED-6H. Температуру воды измеряли ртутным термометром ГОСТ 9871 с точностью ±0,1°С. Увеличение плотности водопроводной воды по сравнению с дистиллированной считали равным 0,0002 г/см3. Заготовку на штативе подвешивали с помощью лески диаметром 0,5 мм.
Выталкивающую силу погруженного в воду участка лески длиной 500 мм, объемом ≈0,0985 см3, на которой подвешивали заготовку, не учитывали.
После установки на весах штатива показания весов обнуляли и подвешивали на леске заготовку. Масса заготовки, определенная взвешиванием в положении 1 (см. фигуру 1), составила 4469,6 г. После определения массы заготовки показания весов вновь обнуляли.
Показание на дисплее весов после погружения подвешенной заготовки в емкость с водой (см. фигуру 1, положение 2), т.е.значение выталкивающей силы, составило 1667,6 г. При фактической температуре воды 20,2°С и выталкивающей силе
F=γBB 20,2°C×VBB=1667,6 г,
где γBB 20,2°C - плотность водопроводной воды при температуре 20,2°С,
VBB - объем водопроводной воды, вытесненный заготовкой,
объем вытесненной заготовкой воды составил 1670,307569 см3, что соответствует рассчитанной плотности заготовки 2,675914 г/см3.
Погрешность рассчитанного в данном примере значения плотности заготовки состоит из погрешности двух взвешиваний и выталкивающей силы погруженного в воду участка лески и составляет 0,0006556 г/см3 (0,0245%).
Пример иллюстрирует возможность применения предлагаемого способа для ускоренного высокотехнологичного упрощенного экспресс-анализа плотности твердого тела значительных габаритов и массы, например, в производственных условиях, с погрешностью не более чем в четвертом знаке после запятой.
Таким образом, применение предлагаемого способа позволяет без использования специального и аналитического оборудования обеспечить существенное повышение технологичности взвешивания при высокой точности определения плотности.
Claims (1)
- Способ гидростатического взвешивания твердого тела для определения его плотности, включающий определение массы тела, погружение тела в емкость с рабочей жидкостью, уравновешивание тела до достижения гидростатического состояния, определение выталкивающей силы и последующий расчет плотности тела по отношению его массы к объему, рассчитанному исходя из выталкивающей силы и плотности рабочей жидкости, отличающийся тем, что проводят взвешивание тела на гибкой подвеске, обнуляют показания электронных весов перед его погружением в емкость с жидкостью, а значение выталкивающей силы определяют по показанию на дисплее весов после погружения тела в емкость с жидкостью.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016132721A RU2629910C9 (ru) | 2016-08-08 | 2016-08-08 | Способ гидростатического взвешивания твёрдых тел |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016132721A RU2629910C9 (ru) | 2016-08-08 | 2016-08-08 | Способ гидростатического взвешивания твёрдых тел |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2629910C1 RU2629910C1 (ru) | 2017-09-04 |
| RU2629910C9 true RU2629910C9 (ru) | 2017-12-22 |
Family
ID=59797778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016132721A RU2629910C9 (ru) | 2016-08-08 | 2016-08-08 | Способ гидростатического взвешивания твёрдых тел |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2629910C9 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU68416A1 (ru) * | 1944-10-05 | 1946-11-30 | Н.Н. Самсонов | Прибор дл определени плотности твердых тел |
| SU479024A1 (ru) * | 1973-06-22 | 1975-07-30 | Предприятие П/Я А-1742 | Способ определени плотности твердых тел |
| SU898289A1 (ru) * | 1980-05-30 | 1982-01-15 | Предприятие П/Я Р-6209 | Способ определени плотности пористых тел |
-
2016
- 2016-08-08 RU RU2016132721A patent/RU2629910C9/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU68416A1 (ru) * | 1944-10-05 | 1946-11-30 | Н.Н. Самсонов | Прибор дл определени плотности твердых тел |
| SU479024A1 (ru) * | 1973-06-22 | 1975-07-30 | Предприятие П/Я А-1742 | Способ определени плотности твердых тел |
| SU898289A1 (ru) * | 1980-05-30 | 1982-01-15 | Предприятие П/Я Р-6209 | Способ определени плотности пористых тел |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Лабораторная работа 1-8 "Определение плотности твердого тела гидростатическим взвешиванием" Сборник лабораторный работ по механике (цикл I), Министерство образования и науки Российской Федерации Псковский ордена "Знак Почета" государственный педагогический университет им. С.М. Кирова, Псков, 2010, с.31-33. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2629910C1 (ru) | 2017-09-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104280312A (zh) | 固体密度的检测方法及其装置 | |
| CN204027960U (zh) | 块体矿石密度测试装置 | |
| CN105067481B (zh) | 数字式泥浆比重测试仪及测试方法 | |
| RU2629910C9 (ru) | Способ гидростатического взвешивания твёрдых тел | |
| CN104655524A (zh) | 一种液体电子密度计 | |
| Longo et al. | Problems in hydraulics and fluid mechanics | |
| CN108169065A (zh) | 一种用于测量液体密度的密度计及测量方法 | |
| JP2013200204A5 (ru) | ||
| CN109855971A (zh) | 一种模拟深海环境下浮力材料浮力损失的测量方法 | |
| US20230236101A9 (en) | Buoyometer | |
| CN2575658Y (zh) | 密度天平 | |
| CN207487758U (zh) | 浮标测量装置及浮标体积测量系统 | |
| US2889703A (en) | Apparatus for measuring the density of a solid | |
| RU2559175C1 (ru) | Способ определения плотности твердых материалов и устройство для его осуществления | |
| RU153283U1 (ru) | Устройство для определения объема закрытой пористости металлических образцов | |
| KR100842381B1 (ko) | 부상력 측정기 | |
| CN204269504U (zh) | 固体密度的检测装置 | |
| CN109269939A (zh) | 吊锤体积校准方法 | |
| Rónaföldi et al. | Revolution number (RPM) measurement of molten alloy by pressure compensation method | |
| CN210513341U (zh) | 一种液氮罐液氮高度测量装置 | |
| RU2716873C1 (ru) | Способ измерения плотности жидкости и устройство для измерения плотности по этому способу | |
| RU108621U1 (ru) | Денсиметр | |
| US1188527A (en) | Specific-gravity balance. | |
| CN207908090U (zh) | 一种液体运动方向推力检测装置 | |
| SU5124A1 (ru) | Прибор дл определени объема твердых тел |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TH4A | Reissue of patent specification | ||
| PD4A | Correction of name of patent owner |