极小误差的密度测量装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种原材料表观密度的测量装置及测量方法，一种可广泛用于土木工程、石油化工、生产制造乃至于食品工业等科研、教学的普适型表观密度的测量装置及方法。本发明专利技术的密度测量装置是由容积部和起引流作用的导管组成的恒定体积量器。优化的恒定体积量器是一个排液导管最高处低于容积部最高处的连通容器。优化的恒定体积量器——密度瓶，由容积部与密闭安装于容积部洞口的∩型内空虹吸管组成，∩型内空虹吸管最大标高＜容积部最大标高。通过简化测量仪器，减小测量过程中人工操作误差，完全克服人眼观察误差，消除测量仪器刻度刻画形成的误差，简化原材料密度试验过程，提高平行试验一致性，使原材料密度试验更准确，提高密度试验的工作效率。

Density measuring device and method with minimum error

【技术实现步骤摘要】
极小误差的密度测量装置及测量方法
：本专利技术涉及一种原材料表观密度的测量装置及测量方法。本专利技术是一种可广泛用于土木工程、石油化工、生产制造乃至于食品工业等科研、教学中，是一种普适性表观密度的测量装置及方法。
技术介绍
：本专利技术之前对固体材料表观密度测量方法有：比重瓶法(又叫李氏瓶法，用于粉料表观密度测量)，吊篮法(用于规则不规则块料密度测量)及量筒(容量瓶)法(用于不规则小粒径块料密度测量)，测量原理都是阿基米德定律。由于液体张力，量筒口径，体积精度，体积标线误差，人眼观察精度，操作精度影响及天平感量误差，对密度测量不仅需要时间较长，不同种类材料需要不同测量仪器，操作过程繁琐，对材料表观密度测量结果误差较大，测量精度较差——其中，既有人工观察、操作误差，也有测量仪器刻画、感量误差原因。
技术实现思路
：专利技术原理：密度测量装置专利技术原理：木桶短板原理。密度测量方法专利技术原理：阿基米德定律、木桶短板原理、虹吸原理、牛顿定律。专利技术目的和作用：简化测量仪器(可测量各种颗粒材料及液体密度)，减小测量过程中人工操作误差(测量材料入口处设计为小漏斗)，完全克服人眼观察误差(试验过程不需要观察液面、不需要体积读数)，消除测量仪器刻度刻画形成的误差(整个仪器无刻画线，无任何标线)，简化密度试验过程，提高平行试验一致性(使用感量0.001g天平测量，表观密度测量误差小于十万分之五，且两次表观密度测量误差不超过150g/m3＝0.15kg/m3；使用感量0.01g天平测量，表观密度测量误差不超过万分之三，且两次表观密度测量误差不超过1000g/m3＝1kg/m3)，使试验更准确，并且缩短试验时间，提高工作效率。与原有表观密度测量装置相比较，无论使用什么样的天平称量，本专利技术测量装置测量出来的表观密度精确度最少大一个数量级，误差最少降低到了个位数。具体实施方式(具体
技术实现思路
)：1.恒定体积量器：按照国际通行的命名规则，专利技术人称呼这种恒定体积量器为王氏恒定体积量器。专利技术原理：木桶短板原理：木桶处于水平静止位置，其盛装液体数量由最短那块木板决定。木桶放置于水平位置时，木桶竖向短木板高度一定，木桶盛水的体积数量也一定。本专利技术依据是：水平放置的木桶短板决定了木桶盛水的体积。1.在无短板木桶(木桶底面与木桶上界面平行的木桶)竖向木板或者叫立板的距离底部一定高度的部位钻一个孔洞——专利技术人称该有洞木桶为密度测量装置的容积部，人为使木桶出现一块短板。该人为出现短板的木桶，只能盛装一定体积的并且是恒定体积的液体(木桶本来就可以是一个体积衡器)，所有多出来的水，都通过密闭安装于木桶竖向木板孔洞处导管(该导管的最大标高低于木桶竖板的最大标高，导管的最大标高决定了木桶容量)，排到木桶外面某处(如烧杯内)。导管作用即为引导恒定体积量器内多余液体的流向，起引流作用。本专利技术由两部分组成：1.一个竖向木板上有孔洞的木桶(木桶竖板最大标高是一相同值)，专利技术人称之为容积部；2.密闭安装于木桶孔洞处并且最大标高小于木桶立板标高的导管。立板有孔洞木桶和密闭安装于木桶孔洞处并且最大标高小于木桶立板标高的导管共同组成一个恒定体积量器。用于测量材料密度时，专利技术人把该恒定体积量器称之为王氏恒定体积量器。当然，这里的“木桶”可以是任何材质的容器。导管可以是软管，也可以是硬管，或者是软硬两种内空管道的组合。如果导管是硬管，导管可以是不同形态的：既可以是直管，也可以是弯管，该导管排液口应该是向下倾斜的，防止排出液体沿导管回流，影响测量精度。容器立板最大标高相同时，只要导管的最大标高小于容器立板标高就可以。如果立板最大标高不同，导管的最大标高要小于容器立板最小标高。2.优化的王氏恒定体积量器专利技术人称之为王氏密度瓶。优化的王氏恒定体积量器——王氏密度瓶，也是由容积部和密闭安装于容积部开口处的导管两部分组成。王氏密度瓶容积部形状类似于直管处开有一个φ3mm-8mm洞口的容量瓶，专利技术人称之为瓶状容积部。瓶状容积部顶端，专利技术人设计为小漏斗状，便于注入液体和放入测量的原材料；小漏斗下部，带孔的直管部分，高度宜大于30mm小于300mm，可以为任意直径；与直管连通的是可以做成任意体积的内空半球体或者内空锥体或者是内空半球体与内空锥体组合的复合体。这个类似于容量瓶并且在直管处开有一个孔洞的瓶状装置，专利技术人称之为王氏密度瓶的瓶状容积部。当瓶状容积部洞口处密闭连通的是一个向下倾斜的内空直管时，制成王氏密度瓶。但该王氏密度瓶无法测量与排除液体表观密度相同(在液体中处于悬浮状态)原材料；也无法测量表观密度小于排除液体(漂浮在排出液体上面)的原材料。瓶状容积部洞口处密闭安装一个导管，导管最大标高低于瓶状容积部小漏斗标高，制成王氏密度瓶。3.优化的王氏密度瓶由瓶状容积部与密闭安装于瓶状容积部洞口处∩型内空虹吸管组成，∩型内空虹吸管的最大标高小于瓶状容积部小漏斗标高。∩型内空虹吸管是一个与瓶状容积部开口圆孔密闭连通的、直径与容积部开孔适应的∩型内空管，∩型内空管内径以3-8mm为优，平面夹角在45°与135°之间，瓶状容积部漏斗顶端标高大于等于∩型内空虹吸管的∩型最高点标高，水平长度大于容积部最大半径。∩型内空虹吸管作用是方便测量密度小于液体密度的原材料材料(比如排出液体为水时测量浮石密度，粉煤灰中的内空浮珠)。虹吸管内径应该3mm——8mm；内径小于3mm，液体张力会在排液口处形成挂液；内径大于8mm时，虹吸管内湿润面积增大，会影响密度瓶的材料测量误差。——多次试验证明，液体为水时，虹吸管内径小于3mm时，使用千分之一天平测量质量，挂液水滴质量最大为0.07g；排液口内径大于8mm时，使用千分之一天平测量质量，湿润虹吸管水质量可以达到0.08g及以上；说明虹吸管内径及虹吸管长度对原材料密度测量精度有影响。瓶状容积部与密闭安装于瓶状容积部洞口处∩型内空虹吸管，∩型内空虹吸管的最大标高小于瓶状容积部小漏斗标高5mm及以上时，制成优化的王氏密度瓶。∩型内空虹吸管与瓶状容积部连通远端，专利技术人称之为王氏密度瓶的排液口。当测量原材料密度大于排开液体密度时，瓶状容积部直管所开圆洞越靠近漏斗顶端，越便于向恒定体积量器内倾倒被测量物，并在二次补充液体时，更容易把粘附在瓶状容积部直管上的被测量原材料冲洗到底部。由于虹吸管水平长度超出容积部最大半径，排液口最好略低于烧杯边缘，最终补充的多余出来液体能够顺利排到烧杯里。由于常用500ml和1000ml烧杯高度为100-160mm，排液口最低端距离恒定体积量器底部以80-150mm为最优。专利技术人的试验表明，在王氏密度瓶容积为400ml左右，在液体为水(或者其它均质液体)时，恒定温度同一王氏密度瓶，多次用感量0.001g的天平称量，最大误差0.005g(平均误差十万分之一)；测量原材料表观密度3000kg/m3左右时，多次测量误差小于0.2kg/m3，误差几乎可以忽略不计。恒定温度同一王氏密度瓶，多次用感量0.01g的天平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.极小误差的密度测量装置组成特征是：由容积部和密闭安装于容积部开孔处的导管两部分组成；/na).容积部特征是：一个竖向立板上有孔洞的容器；/nb).导管的特征是：.密闭安装于容积部孔洞处内空管；/n有孔容器、密闭安装于容器孔洞处的导管，共同组成一个恒定体积量器。专利技术人称之为王氏恒定体积量器。/n

【技术特征摘要】
1.极小误差的密度测量装置组成特征是：由容积部和密闭安装于容积部开孔处的导管两部分组成；
a).容积部特征是：一个竖向立板上有孔洞的容器；
b).导管的特征是：.密闭安装于容积部孔洞处内空管；
有孔容器、密闭安装于容器孔洞处的导管，共同组成一个恒定体积量器。发明人称之为王氏恒定体积量器。


2.优化的王氏恒定体积量器——王氏密度瓶的组成特征是：由容积部和密闭安装于容积部开孔处的导管两部分组成；
a).王氏密度瓶容积部特征是：外观类似于顶端为小漏斗状，在颈管部...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉海，
申请(专利权)人：王玉海，
类型：发明
国别省市：河南;41