一种绝对密度测量装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种绝对密度测量装置及其使用方法，包括样品输送装置、液体浸没装置、液位检测装置、温度检测装置、温度控制系统、称重装置及主控制系统；样品输送装置用于暂存待测试的样品并根据主控制系统的指令将样品输送给称重装置；称重装置用于测量样品在空气中的质量及浸没在液体中的质量，并将测量结果传送给控制系统；液体浸没装置用于根据主控制系统的指令，将样品浸没在已知密度的液体中，并根据主控制系统的指令做消泡动作；控制系统控制输送装置、液体浸没装置、称重装置的动作，并根据称重装置传递来的质量信息计算待测样品的绝对密度。由此，本发明专利技术的绝对密度测量装置测量速度快，不受人为因素影响，测量精度高。测量精度高。测量精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种绝对密度测量装置及其使用方法


[0001]本专利技术涉及物质物理特性测量领域，尤其涉及一种绝对密度测量装置及其使用方法。

技术介绍

[0002]绝对密度是材料的一种常规的物理特性，常见物质的绝对密度早已被科学家们精确测量过，但是在新材料化工领域，各种各样的新的聚合物不断诞生，如何高效的测量这些聚合物的绝对密度是本领域技术人员面对的问题。常规测量方法是梯度柱法，由两种密度适当的不相混溶液体小心地混合，在管子里形成液柱，混合液密度由管子顶部到底部逐步增加。将小块试样放入管中时，它会在液柱中下沉，最后稳定在液柱中密度与之相同的高度处。液柱中不同高度处的密度值可用已知密度的玻璃小球标定。这种方法简单，但是有以下缺点：首先就是需要配备梯度柱，配置过程周期长，配好后需要用玻璃小球进行标定，另外测量时也需要静静等待样品在梯度柱中稳定下来，为测量所准备梯度柱至少需要8小时，这是液体沉降所需的时间。由于柱内聚合物的波动，样品的测量过程同样缓慢，效率低下，而且由于全程都需要人工读数等，受人为因素影响巨大。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种效率高的绝对密度测量装置及其使用方法。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0005]一种绝对密度测量装置，包括：样品输送装置、液体浸没装置、称重装置及主控制系统；
[0006]所述样品输送装置用于暂存待测试的样品并根据主控制系统的指令将样品输送给称重装置；
[0007]所述称重装置用于测量样品在空气中的质量及浸没在液体中的质量，并将测量结果传送给所述主控制系统；
[0008]所述液体浸没装置用于根据主控制系统的指令，将样品浸没在已知密度的液体中，并根据主控制系统的指令做消泡动作；
[0009]所述主控制系统控制所述输送装置、液体浸没装置、称重装置的动作，并根据所述称重装置传递来的质量信息计算待测样品的绝对密度。
[0010]与现有技术相比，本专利技术具有如下技术效果：
[0011]利用阿基米德原理直接对样品密度进行测量。通过将样品浸入已知密度的液体中，高精度天平测量样品在空气中的称重结果及在液体静压推力作用下称重结果的差异，再结合样品的体积(标准样品的体积是可控制的)就可以计算出待测样品的实际密度。本方案可以在主控制系统的控制下全自动运行，消除了人工因素的干扰，保证了实验数据准确性；由于过程中不需要等待样品在液体中的沉降，所以测量迅速，对单个样品的测量只需要
120秒左右，极大地提高了测量密度的效率。
[0012]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0013]优选地，所述消泡动作为控制系统控制液体浸没装置在确保样品浸没在液面以下的前提下，上下往复移动数次。
[0014]采用上述进一步方案的有益效果是通过往复运动，借助液体与样件表面相对运动时产生的摩擦力将样件上的气泡去除，提高测量的准确度。
[0015]优选地，所述液体浸没装置包括夹套烧杯，夹套层内充填有比热容较大的液态保温介质，所述烧杯内充填有浸没液体，所述液体浸没装置包括液位传感器和温度传感器，在浸没样件前，先测量液体浸没装置中的液态保温介质和浸没液体的温度和液位是否符合测量要求，确保符合测量要求的前提下，再进行测量，确保测量结果的准确性。通过液位检测支架和液位检测传感器，保证每次烧杯举升后，样件都可以被完全没入；温度控制系统使夹套层内充填的液态保温介质在温度控制系统与夹套内层之间循环，并控制液态保温介质的温度保持恒定，然后通过热传导使烧杯内的浸没液体温度恒定，确保浸没液体的温度在规定的范围内，如23℃
±
0.5℃。
[0016]优选地，所述液体浸没装置所用浸没液体为无水乙醇，价格低廉。
[0017]优选地，还包括全封闭防护系统和恒温控制系统，所述样品输送装置、液体浸没装置、称重装置均设置在所述全封闭防护系统内，所述恒温控制系统控制所述全封闭防护系统内保持恒温，精度达到
±
0.1℃。控制测试条件的一致性，保证了测试结果的准确性。
[0018]优选地，所述称重装置包括压力传感器及设于压力传感器上的挂件，所述挂件包括挂杆及设于挂杆末端的挂接部，所述挂接部包括依次固定连接的上接板、侧连杆和下接板，所述下接板上设有U型缺口，所述缺口处设有锥形定位面，过所述锥形定位面的锥顶且垂直于锥底的垂线与所述挂杆的轴心重合；
[0019]还包括样件加持件，所述样件加持件上设有锥形定位头，所述锥形定位头与所述锥形定位面适配；所述样件与所述锥形定位头通过钢丝绳连接在一块。
[0020]优选地，所述主控制系统具有通讯模块，用于与外界实时通讯，传输实验数据。
[0021]优选地，所述输送装置为工业机械臂或两轴运动系统。
[0022]优选地，使用方法如下：
[0023]S1、准备标准尺寸的样件；
[0024]S2、将样品放置于样件加持件上，并通过控制系统录入加持件上加持的样件的信息；
[0025]S3、输送装置根据主控制系统的指令，将样件转移至称重装置上，样件加持件的锥形定位件与称重装置的锥形定位面配合，确保样件被精确定位到重心与样件加持件的重心位于同一条垂线上，确保测量精度；
[0026]S4、称重装置静止第一设定阈值时间T1后，测量样件在空气中的称重质量M1，并传递给控制系统；
[0027]S5、液体浸没装置中的液位传感器检测液位是否达标，温度传感器检测温度是否达标；若均达标，执行步骤S6，否则发出警告信息，测量过程取消；
[0028]S6、控制系统控制液体浸没装置将盛有浸没液体的烧杯举起，使样件被浸入液体中，并上下移动数次，将样件上的气泡去除。
[0029]S7、等待第二设定阈值时间T2，称重装置测量样品在液体内的称重质量M2，并传递给控制系统；
[0030]S8、主控制系统根据M1、M2，基于如下公式，计算样品的密度：
[0031]V
样品
＝【(M1
‑
M2)/(ρ
无水乙醇
*g)】
‑
V
钢丝绳
[0032]ρ
样品
＝(M1
‑
M
挂钩
‑
M
挂件
)/V
样品
[0033]其中V
样品
为测试样品体积，ρ
无水乙醇
为无水乙醇密度，g为重力加速度，V
钢丝绳
为浸没于液体中的钢丝绳体积，M
挂钩
为挂钩的质量，每个挂钩的质量不完全一致，需要针对每一个挂钩进行测量，并在软件内设定记录，不可随意修改，且操作过程中，挂钩的标号需与样件加持件上的座号一一对应。挂件为连接电子秤和挂钩、承托挂钩的结构，M
挂件
为挂件的质量，每个挂件的质量也不完全一致，需要针对每一个挂件进行测量，并在软件内设定记录，不可随意本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种绝对密度测量装置，其特征在于，包括样品输送装置、液体浸没装置、称重装置及主控制系统；所述样品输送装置用于暂存待测试的样品并根据主控制系统的指令将样品输送给称重装置；所述称重装置用于测量样品在空气中的质量及浸没在液体中的质量，并将测量结果传送给所述主控制系统；所述液体浸没装置用于根据主控制系统的指令，将样品浸没在已知密度的液体中，并根据主控制系统的指令做消泡动作；所述主控制系统控制所述输送装置、液体浸没装置、称重装置的动作，并根据所述称重装置传递来的质量信息计算待测样品的绝对密度。2.根据权利要求1所述的绝对密度测量装置，其特征在于，所述消泡动作为控制系统控制液体浸没装置在确保样品浸没在液面以下的前提下，上下往复移动数次。3.根据权利要求1所述的绝对密度测量装置，其特征在于，所述液体浸没装置包括液位传感器和温度传感器，在浸没样件前，先测量液体浸没装置中的液体的温度和液位是否符合测量要求。4.根据权利要求1所述的绝对密度测量装置，其特征在于，所述液体浸没装置包括夹层烧杯，所述烧杯内注有浸没液体，所述浸没液体为无水乙醇。5.根据权利要求1所述的绝对密度测量装置，其特征在于，还包括全封闭防护系统和恒温控制系统，所述样品输送装置、液体浸没装置、称重装置均设置在所述全封闭防护系统内，所述恒温控制系统控制所述全封闭防护系统内保持恒温。6.根据权利要求1所述的绝对密度测量装置，其特征在于，所述称重装置包括压力传感器及设于压力传感器上的挂件，所述挂件包括挂杆及设于挂杆末端的挂接部，所述挂接部包括依次固定连接的上接板、侧连杆和下接板，所述下接板上设有U型缺口，所述缺口处设有锥形定位面，过所述锥形定位面的锥顶且垂直于锥底的垂线与所述挂杆的轴心重合；还包括样件加持件，所述样件加持件上设有锥形定位头，所述锥形定位头与所述锥形定位面适配；所述样件与所述锥形定位头通过钢丝绳连接在一块。7.根据权利要求1所述的绝对密度测量装置，其特征在于，所述主控制系统具有通讯模...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹毅，王万里，杨振，宇胜男，
申请(专利权)人：烟台卓明仪器设备有限公司，
类型：发明
国别省市：