一种混凝土用水泥或矿物掺合料粉体密度测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种混凝土用水泥或矿物掺合料粉体密度测量装置及方法。属于混凝土原材料检测技术领域。将水泥或矿物掺合粉体置于液体中，利用流体的静力平衡原理，可以读取排开液体质量的一部分，并利用该部分质量与整体质量的关系计算得到被排开液体的全部质量，同时利用温度传感器测量液体温度，液体在特定温度下的密度一定，利用质量和密度的关系直接计算出被排开液体的体积，被排开液体的体积等于被测试粉体的体积，故可计算出特定质量的水泥或矿物掺合料分体的密度。本发明专利技术利用流体静力平衡原理和已知液体的密度直接计算得到所测粉体的密度，克服了实验室常用的李氏瓶温度条件严苛、操作复杂且人为读数造成的误差，具有准确性和实用性。

A device and method for measuring the density of cement or mineral admixture powder for concrete

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土用水泥或矿物掺合料粉体密度测量装置及方法
本专利技术涉及混凝土实验室用水泥、矿物掺合料粉体检测技术，具体涉及混凝土用水泥或矿物掺合料粉体密度测量装置及方法。
技术介绍
目前混凝土生产企业、检测单位及高校试验室等做水泥或混凝土矿物掺合料粉体密度检测时一般采用李氏瓶进行检测，过程中需要保证恒温水槽保证实验温度恒定在20℃±1℃，李氏瓶需要在恒温水槽内恒温30min，前期耗时较多，过程中需要将水泥或矿物掺合料粉体一点点装入李氏瓶，此过程工作量大，且非常容易出现粉体堵塞李氏瓶、粘黏在瓶壁上等情况，导致实验无法正常进行，而且前后需要两次人为进行体积刻度读数，容易造成误差。总体而言，此方法实验条件苛刻、耗时多、操作难度大，存在人为误差，且无法自动数显
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种水泥或混凝土矿物掺合料粉体密度测量装置及方法，用以测量水泥或混凝土矿物掺合料粉体的密度，实现测量过程的自动化、准确性及可数显化。本专利技术提出的一种混凝土用水泥或矿物掺合料粉体密度测量装置，包括1#容器瓶、2#容器瓶、温度感应器、1#电子秤、2#电子秤、存储与计算模块、标准体积块和实验平板，所述1#容器瓶和2#容器瓶分别置于1#电子秤和2#电子秤上，所述1#电子秤和2#电子秤分别和存储与计算模块相连，所述1#容器瓶和2#容器瓶通过软管连通，所述温度感应器穿入并固定在1#容器瓶瓶壁上，并与存储与计算模块相连，所述存储与计算模块置于实验平板上，所述标准体积块为体积固定的陶瓷块，置于实验平板上，所述1#电子秤上和2#电子秤分别放置于实验平板上。本专利技术中，所述1#容器瓶容器瓶瓶身有一个小孔和一个突出滤嘴，小孔用于温度传感器穿入并固定于瓶壁，突出滤嘴长1cm～2cm，内径3mm～6mm，突出滤嘴位于1#容器瓶靠近底部1/4位置；所述2#容器瓶瓶身有一个突出滤嘴，突出滤嘴长1cm～2cm，内径3mm～6mm，且规格与1#容器瓶相同，突出滤嘴位于2#容器瓶靠近底部1/4位置，与1#容器瓶相对高度相同，2#容器瓶突出滤嘴用于通过软管与1#容器瓶连通。本专利技术中，软管为轻质塑料软管，软管内径为3mm～6mm。本专利技术中，所述温度传感器为市售的接触式温度传感器，温度传感器一端金属探头穿过1#容器瓶小孔固定于瓶壁上，用于测试液体温度，温度探测精度0.1℃，另一端连接于存储与计算模块。本专利技术中，所述1#电子秤量程1～2kg，精度0.01g，和存储与计算模块相连；所述的2#电子秤量程为1～2kg，精度0.01g，与存储与计算模块相连，其质量数据可直接被记录和存储：所述标准体积块为陶瓷块，热膨胀系数为4～10(1/K)×10-6的陶瓷材料，用以标定测量温度下液体的密度；所述实验平板为轻质铝合金平板。本专利技术提出的一种的混凝土用水泥或矿物掺合料粉体密度测量装置的测量方法，所述测量装置可以提供三种测量方法：第一种测量方法：测得1#容器瓶和2#容器瓶被注入相同高度差的液体时，1#容器瓶和2#容器瓶液体体积增量比值；第二种测量方法：测得试验时液体在对应温度下的密度值；第三种测量方法：基于密度计算公式及流体静力平衡原理，根据1#容器瓶中液体增量与被测粉体材料所排开水的总量之间的关系，计算出被测粉体的体积，进而计算出所测粉体的密度。本专利技术中，确定或验证k值，k值代表2#容器瓶液体与1#容器瓶液体上升相同高度时，二者液体体积增量的比值。两个实际的容量瓶具有固定的k值，即当两个容量瓶实际规格完全相同时，k＝1，当两个容量瓶实际规格不相同时k≠1，第一种测量方法具体步骤如下：(1)向1#容器瓶注入测量粉体密度时所用液体，液体通过连通口进入2#容器瓶，两个容器瓶中的液体保持在同一平面上，最终使液体刚好没过1#和2#容器瓶的连通口；(2)清零1#电子秤和2#电子秤；(3)向1#容器瓶继续注入液体，使1#容器瓶和2#容器瓶液面上升至容器瓶1/2，此时由于流体静力学平衡原理，1#容器瓶和2#容器瓶液面保持水平，即1#容器瓶和2#容器瓶中液面上升高度一致；(4)记录1#电子秤和2#电子秤的数据为m△1g和m△2g；(5)计算k值，计算公式被表述为：1#容器瓶和2#容器瓶的内径关系计算公式被表述为：其中：k代表2#容器瓶液体与1#容器瓶液体上升相同高度时，2#容器瓶液体与1#容器瓶液体两者液体体积增量的比值，V△1和V△2分别代表当被注入相同高度差的液体时，1#容器瓶和2#容器瓶中液体的体积增量；m△1和m△2分别代表当被注入相同高度差的液体时，1#容器瓶和2#容器瓶中液体的质量增量，m△1和m△2由1#电子秤和2#电子秤读取，进而通过内置存储与计算模块直接计算得出k值。本专利技术中，第二种测量方法具体步骤如下：(1)向1#容器瓶注入测量粉体密度时所用液体，液体通过连通口进入2#容器瓶，两个容器瓶中的液体保持在同一平面上，最终使液体刚好没过1#容器瓶和2#容器瓶的连通口；(2)清零1#电子秤和2#电子秤；(3)秤量mg质量的粉体；(4)将mg质量的粉体在远离连通口的一侧缓慢倒入2#容器瓶，由于流体静力学平衡原理，1#容器瓶和2#容器瓶液面保持水平，即1#容器瓶和2#容器瓶中液面上升高度一致；(5)记录1#电子秤的数据为m1g；(6)计算被测粉体的密度值，计算公式被表述为：其中，ρ介T代表测量粉体时所用液体在温度为T℃时的密度。V0代表陶瓷标准快的体积，V0确定且已知，而且体积随室温温度变化而变化很小，可忽略不计；m′1代表标定液体密度实验时排入1#容器瓶中的液体质量，k代表2#容器瓶液体与1#容器瓶液体上升相同高度时，二者液体体积增量的比值。本专利技术中，所述粉体的密度计算公式中ρ介T代表测量粉体时所用液体在温度为T℃时的密度，特定液体在特定温度下的密度为固定值，将不同温度下特定液体的密度值内置于存储与计算模块，温度传感器测得温度数据后传入存储与计算模块即可获得ρ介T值，也可实验测得，第三种测量方法具体步骤如下：(1)向1#容器瓶注入测量粉体密度时所用液体，液体通过连通口进入2#容器瓶，两个容器瓶中的液体保持在同一平面上，使液体刚好没过1#容器瓶和2#容器瓶的连通口且液面高度高于标准快高度；(2)清零1#电子秤和2#电子秤；(3)将标准快放于2#容器瓶中；(4)记录1#电子秤的数据为m′1；(5)温度传感器记录当前液体温度T；(6)计算测量粉体时所用液体在温度为T℃时的密度值，计算公式被表述为：其中，ρ代表所测粉体的密度，m代表所测粉体的质量，ρ介T代表测量粉体时所用液体在温度为T℃时的密度，m1代表测量粉体密度时排入1#容器瓶中的液体质量，k代表2#容器瓶液体与1#容器瓶液体上升相同高度时，二者液体体积增量的比值。本专利技术中，存储和计算模块能够自动记录权利要求7公式中的m△1和m△2，并自动计算出k值；能够自动记录权利要求8公式中的m′1，并自动计算出ρ介T值；能够自动记录权利要求9公式中的m和m1，并将k和ρ介T代入公式计算出ρ值。本专利技术中，所述计算公式均内置于存储与计算模块，实验完成时可自动计算出所测粉体的密度并显示。本专利技术的有益效果在于：本专利技术将水泥或矿物掺合粉体置于液体中，利用流体的静力平衡原理，可以读取排开液体质量的一部分，并利用该部分质量与整体质量的关系计算得到被排开液体的全本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混凝土用水泥或矿物掺合料粉体密度测量装置，其特征在于：包括1#容器瓶、2#容器瓶、温度感应器、1#电子秤、2#电子秤、存储与计算模块、标准体积块和实验平板，所述1#容器瓶和2#容器瓶分别置于1#电子秤和2#电子秤上，所述1#电子秤和2#电子秤分别和存储与计算模块相连，所述1#容器瓶和2#容器瓶通过软管连通，所述温度感应器穿入并固定在1#容器瓶瓶壁上，并与存储与计算模块相连，所述存储与计算模块置于实验平板上，所述标准体积块为体积固定的陶瓷块，置于实验平板上，所述1#电子秤上和2#电子秤分别放置于实验平板上。

【技术特征摘要】
1.一种混凝土用水泥或矿物掺合料粉体密度测量装置，其特征在于：包括1#容器瓶、2#容器瓶、温度感应器、1#电子秤、2#电子秤、存储与计算模块、标准体积块和实验平板，所述1#容器瓶和2#容器瓶分别置于1#电子秤和2#电子秤上，所述1#电子秤和2#电子秤分别和存储与计算模块相连，所述1#容器瓶和2#容器瓶通过软管连通，所述温度感应器穿入并固定在1#容器瓶瓶壁上，并与存储与计算模块相连，所述存储与计算模块置于实验平板上，所述标准体积块为体积固定的陶瓷块，置于实验平板上，所述1#电子秤上和2#电子秤分别放置于实验平板上。2.根据权利要求1所述的混凝土用水泥或矿物掺合料粉体密度测量装置，其特征在于：所述1#容器瓶容器瓶瓶身有一个小孔和一个突出滤嘴，小孔用于温度传感器穿入并固定于瓶壁，突出滤嘴长1cm～2cm，内径3mm～6mm，突出滤嘴位于1#容器瓶靠近底部1/4位置；所述2#容器瓶瓶身有一个突出滤嘴，突出滤嘴长1cm～2cm，内径3mm～6mm，且规格与1#容器瓶相同，突出滤嘴位于2#容器瓶靠近底部1/4位置，与1#容器瓶相对高度相同，2#容器瓶突出滤嘴用于通过软管与1#容器瓶连通。3.根据权利要求1所述的混凝土用水泥或矿物掺合料粉体密度测量装置，其特征在于：软管为轻质塑料软管，软管内径为3mm～6mm。4.根据权利要求1所述的混凝土用水泥或矿物掺合料粉体密度测量装置，其特征在于：所述温度传感器为市售的接触式温度传感器，温度传感器一端金属探头穿过1#容器瓶小孔固定于瓶壁上，用于测试液体温度，温度探测精度0.1℃，另一端连接于存储与计算模块。5.根据权利要求1所述的混凝土用水泥或矿物掺合料粉体密度测量装置，其特征在于：所述1#电子秤量程1～2kg，精度0.01g，和存储与计算模块相连；所述的2#电子秤量程为1～2kg，精度0.01g，与存储与计算模块相连，其质量数据可直接被记录和存储：所述标准体积块为陶瓷块，热膨胀系数为4～10(1/K)×10-6的陶瓷材料，用以标定测量温度下液体的密度；所述实验平板为轻质铝合金平板。6.一种如权利要求1所述的混凝土用水泥或矿物掺合料粉体密度测量装置的测量方法，其特征在于，所述测量装置可以提供三种测量方法：第一种测量方法：测得1#容器瓶和2#容器瓶被注入相同高度差的液体时，1#容器瓶和2#容器瓶液体体积增量比值；第二种测量方法：测得试验时液体在对应温度下的密度值；第三种测量方法：基于密度计算公式及流体静力平衡原理，根据1#容器瓶中液体增量与被测粉体材料所排开水的总量之间的关系，计算出被测粉体的体积，进而计算出所测粉体的密度。7.根据权利要求6所述的混凝土用水泥或矿物掺合料粉体密度测量装置的测量方法，其特征在于，第一种测量方法具体步骤如下：(1)向1#容器瓶注入测量粉体密度时所用液体，液体通过连通口进入2#容器瓶，两个容器瓶中的液体保持在同一平面上，最终使液体刚好没过1#和2#容器瓶的连通口；(2)清零1#电子秤和2#电子秤；(3)向1#容器瓶继续注入液体，使1#容器瓶和2#容器瓶液面上升至容...

【专利技术属性】
技术研发人员：何彦琪，李曦，冷政，王军，张圆，曾维，答宇乐，
申请(专利权)人：中建西部建设湖南有限公司，中建西部建设股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43