真密度測定裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明目的提供一種真密度測定裝置(10)，其具有：容納有樣品(100)，通過導(dǎo)入惰性氣體來加壓的樣本室(30)；以及填充于供樣本室(30)內(nèi)的惰性氣體釋放的擴張室(50)；氣相置換法樣品(100)的真密度測定裝置。擴張室(50)在通常使用狀態(tài)下由裝卸自由的蓋(42)來開閉，利用容積變更構(gòu)件(55)的進出來變更容積。
【專利說明】
真密度測定裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種利用氣相置換法對測定對象真密度進行測定的真密度測定裝置。 【背景技術(shù)】
[0002]基于氣相置換法的真密度測定是，在置入測定對象的樣本室中填充氦氣(He)等惰性氣體后，將該惰性氣體釋放到擴張室中，隨著該釋放而樣本室內(nèi)發(fā)生壓力變化，據(jù)此求出測定對象的體積而將其變換為真密度。具體的測定方法在日本工業(yè)規(guī)格(JIS)Z8807有規(guī)定。
[0003]關(guān)于基于氣相置換法的真密度測定裝置，例如已知有公開于專利文獻1中的裝置。 此外，在專利文獻1的裝置中，未采用擴張室容積可變更的結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:美國專利第5074146號
【發(fā)明內(nèi)容】
[〇〇〇6]發(fā)明所需解決的問題
[0007]但是，在現(xiàn)有的真密度測定裝置中，采用了可根據(jù)測定對象的體積等來改變樣本室容積的結(jié)構(gòu)。由此，能夠?qū)Ω鞣N測定對象進行高精度的測定，但對真密度測定裝置要求進一步提尚測定精度。
[0008]用于解決問題的手段
[0009]作為本發(fā)明一實施方式的真密度測定裝置，具有:樣本室，其容納有測定對象，通過導(dǎo)入惰性氣體來加壓；以及擴張室，其供填充于所述樣本室的所述惰性氣體釋放;利用氣相置換法來測定所述測定對象的真密度，其特征在于，所述擴張室在通常使用狀態(tài)下由裝卸自由的蓋開閉，通過容積變更構(gòu)件的進出來變更容積。
[0010]發(fā)明效果
[0011]根據(jù)作為本發(fā)明一實施方式的真密度測定裝置，能夠更容易進入擴張室中操作， 操作者通過使容積變更構(gòu)件進出的簡便操作，能夠變更擴張室的容積。由此，關(guān)于各種測定對象，能夠進行高精度的測定。另外，根據(jù)作為本發(fā)明一實施方式的真密度測定裝置，不會帶來裝置大型化及高成本化的弊病，能夠大幅度改善測定精度?！靖綀D說明】
[0012]圖1是表示作為實施方式一個例子的真密度測定裝置的外觀的圖。
[0013]圖2是表示作為實施方式一個例子的真密度測定裝置的樣本室開放狀態(tài)的圖。
[0014]圖3是用于說明作為實施方式一個例子的真密度測定裝置結(jié)構(gòu)的框圖。
[0015]圖4是表示作為實施方式一個例子的真密度測定裝置的歧管的外觀的圖。
[0016]圖5是表示將作為實施方式一個例子的真密度測定裝置沿著縱向截斷的截面局部的圖。
[0017]圖6是將作為實施方式一個例子的真密度測定裝置中的樣本室以及開口部附近放大的剖視圖。
[0018]圖7是將作為實施方式一個例子的真密度測定裝置中的樣本室以及開口部附近放大的剖視圖，也是表示以蓋密封了樣本室的狀態(tài)的圖。
[0019]圖8是表示將作為實施方式一個例子的真密度測定裝置的歧管沿著橫向截斷的截面一部分的圖。
[0020]圖9是用于說明作為實施方式一個例子的真密度測定裝置的作用效果的圖。
[0021]圖10是用于說明作為實施方式一個例子的真密度測定裝置的作用效果的圖。
[0022]圖11是表示基于作為實施方式一個例子的真密度測定裝置的控制模式的一個例子的流程圖。[〇〇23]圖12是表示作為實施方式一個例子的真密度測定裝置的變形例的圖。[〇〇24]圖13是表示作為實施方式一個例子的真密度測定裝置的變形例的圖。
[0025]圖14A是表示作為實施方式一個例子的真密度測定裝置的變形例的圖。
[0026]圖14B是表示作為實施方式一個例子的真密度測定裝置的變形例的圖。
[0027]圖14C是表示作為實施方式一個例子的真密度測定裝置的變形例的圖?！揪唧w實施方式】
[0028]本發(fā)明人通過使擴張室容積可變更，可實現(xiàn)測定精度的進一步提高。由于能夠更容易地進入擴張室，操作者通過使容積變更構(gòu)件進出其中的簡便操作，能夠變更擴張室的容積，不會帶來裝置大型化及高成本化的弊病，而能夠大幅度改善測定精度。
[0029]在作為實施方式一個例子的真密度測定裝置中，所述擴張室與所述樣本室朝向相同的方向開口。
[0030]在作為實施方式一個例子的真密度測定裝置中，所述真密度測定裝置具有分別供所述樣本室和所述擴張室設(shè)置的塊狀體，所述擴張室的開口部和所述樣本室的開口部分別形成于所述塊狀體的上表面上。
[0031]在作為實施方式一個例子的真密度測定裝置中，所述擴張室具有與所述樣本室大致相等的最大容積。[〇〇32]在作為實施方式一個例子的真密度測定裝置中，所述真密度測定裝置具有報知機構(gòu)，該報知機構(gòu)基于預(yù)先求出的所述擴張室的容積與測定誤差之間的關(guān)系，促進所述容積變更構(gòu)件的使用。
[0033]以下，參照附圖，對作為實施方式一個例子的真密度測定裝置10進行詳細說明。真密度測定裝置10畢竟也只是實施方式的一個例子，本發(fā)明的適用并不局限于此。另外，實施方式中供參照的附圖只是作為示意性的記載，也存在有描畫于附圖上構(gòu)成要素的尺寸比率等與現(xiàn)物不同的情況。對于具體的尺寸比率等，應(yīng)參考以下的說明來判斷。
[0034]以下中，為了方便說明，上下，使用了左右、前后等表示方向的用語。具體而言，將圖1中的箭頭X所示的方向作為真密度測定裝置10的左右方向或橫向(箭尖指示的方向為右)，而將箭頭Y所示的方向作為前后方向或縱向(箭尖指示的方向為后)，將箭頭Z所示的方向作為上下方向(矢尖指示的方向為上)。另外，在本說明書中提及“大致的字樣，當(dāng)列舉 “大致相同”為例作說明時，意味著包括可認定為完全相同”的情況以及實質(zhì)上相同的情況。
[0035]以下，參照圖1?圖7,對真密度測定裝置10的結(jié)構(gòu)進行詳述。
[0036]圖1以及圖2分別是表示真密度測定裝置10的外觀的圖，圖2表示抬起蓋單元40而使樣本室30開放的狀態(tài)。
[0037]真密度測定裝置10是利用氣相置換法對測定對象的真密度進行測定的裝置，其具有:具有樣本室30和擴張室50等的歧管11;用于對歧管11等進行控制和運算測定值等的控制部12;以及觸摸面板13。觸摸面板13作為表示測定結(jié)果等的顯示部以及用于輸入測定條件等的操作部來發(fā)揮功能作用。此外，顯示部與操作部也能夠分開獨立設(shè)置。[〇〇38]所謂由真密度測定裝置10測定的真密度，是指用于換算由測定對象在體積密度中占有的密度。所謂氣相置換法也稱為恒定容積膨脹法，具體如下所述，是指利用了涉及溫度恒定的狀態(tài)下的氣體體積與壓力的波義耳定律的測定法。對于測定對象，未作特別限定。真密度測定裝置10能夠適用于固形物、粉體、漿料、液體等各種物質(zhì)。在實施方式中，關(guān)于測定對象，例示了作為粉體的樣品1〇〇(參照圖7等)。
[0039]真密度測定裝置10具有用于覆蓋歧管11和控制部12的框體14。在真密度測定裝置 10中，例如，在框體14的左側(cè)中間處容納有歧管11，而在框體14的右側(cè)中間處容納有控制部 12。框體14在與歧管11的樣本室30以及擴張室50相對應(yīng)的位置上分別具有框體開口部14a。 由此，不必卸下框體14,也能夠進入樣本室30和擴張室50中。在進入擴張室50頻度不高的情況下，也能夠利用蓋覆蓋擴張室50。但是，在該情況下，要求不拆解裝置，也能夠很容易卸下該蓋。
[0040]真密度測定裝置10具有蓋單元40。蓋單元40具有:蓋單元主體41 (以下，簡稱為“主體41”)；以及用于密封樣本室30的蓋42。具體如下所述，主體41作為用于蓋42開閉操作的臂部來發(fā)揮功能作用。將蓋42安裝為能夠相對于主體41擺動，但如果高精度地進行工作，擺動量也能夠極為細微。主體41具有例如與框體14的縱向長度大致相等的縱向長度，且為框體 14的橫向長度的大致1/2的橫向長度。主體41被支承為能夠相對于框體14旋轉(zhuǎn)，在蓋單元40 關(guān)閉的狀態(tài)下，主體41覆蓋了自框體14的框體開口部14a中露出的歧管11部分。擴張室50由與蓋單兀40分開的蓋56密封。[〇〇41]圖3是用于說明真密度測定裝置10結(jié)構(gòu)(特別是歧管11結(jié)構(gòu))的框圖。圖4是表示歧管11外觀的圖。歧管11具有供樣本室30和擴張室50設(shè)置的塊狀體20。樣本室30與擴張室50 的位置或左或右均可，但是，在本實施方式中樣本室30位于惰性氣體導(dǎo)入側(cè)。進而，歧管11 具有分別安裝于塊狀體20中的氣管21&、2113、21〇、排氣口(￥611〇22、壓力檢測器23、電磁閥 25a、25b、25c等。真密度測定裝置10中，將歧管11配置為使壓力檢測器23、各電磁閥位于比塊狀體20更靠近裝置后方側(cè)。[〇〇42]塊狀體20具有橫向比縱向略長地延伸的大致四方形狀。在塊狀體20中，樣本室30 與擴張室50橫向并列配置。塊狀體20優(yōu)選由鋁等金屬材料構(gòu)成，以使兩室的溫度均勻化。另夕卜，在塊狀體20中設(shè)置有恒溫水導(dǎo)入設(shè)備26,也能夠使恒溫水(自未圖示的恒溫槽供給)在塊狀體20內(nèi)循環(huán)，也能夠以絕熱材料覆蓋塊狀體20。也能夠裝配有包括加熱器、珀耳帖 (Peltier)元件、測溫元件以及控制裝置等在內(nèi)的溫度控制機構(gòu)，以代替恒溫水導(dǎo)入設(shè)備 26 〇
[0043]氣管21a為用于將未圖示的氦氣儲氣瓶等惰性氣體供給源與樣本室30連接起來的配管。氣管21a由電磁閥25a開閉。氣管21b為用于將樣本室30與擴張室50連接起來的配管，其由電磁閥25b開閉。為了防止樣品100發(fā)生飛散，氣管21a、21b優(yōu)選使用例如內(nèi)徑小的配管或呈螺旋狀卷曲的配管等所謂阻尼管。氣管21c為用于將擴張室50與排氣口 22連接起來的配管，其由電磁閥25c開閉。[〇〇44]壓力檢測器23為用于測定樣本室30和擴張室50的壓力的裝置?；趬毫z測器23 的檢測值，例如，控制部12算出樣品100的真密度。在壓力檢測器23上，設(shè)置有用于將檢測值輸出至控制部12的連接器24。在與用于將樣本室30與擴張室50連接起來的氣管21b連接時， 壓力檢測器23安裝于比電磁閥25b更靠近樣本室30側(cè)。[〇〇45]如上所述那樣，樣本室30與擴張室50由供壓力檢測器23和電磁閥25b安裝的氣管 21b相互連接起來。樣本室30為容納有樣品100的小室，測定真密度時，通過氦氣等惰性氣體的導(dǎo)入來加壓。對于樣本室30,例如通過變更后述的樣品容器的種類，能夠其變更其容積。 擴張室50用于釋放導(dǎo)入到于供樣本室30內(nèi)的惰性氣體。另外，擴張室50由通常使用狀態(tài)下可自由裝卸的蓋56開閉，利用容積變更構(gòu)件55的進出，能夠變更容積。樣本室30的惰性氣體隨著電磁閥25b打開而被導(dǎo)入擴張室50中。
[0046]基于真密度測定裝置10的真密度測定按下述的步驟來施行。測定方法為以往公知的方法，在日本標(biāo)準(zhǔn)JISZ8807中也有規(guī)定。各電磁閥的開閉以及真密度的算出等一系列步驟都是由控制部12的測定控制機構(gòu)12a來控制。[〇〇47](1)在樣本室30中容納有未知容積的樣品100,在關(guān)閉蓋42而被密封的樣本室30中，打開電磁閥25a而導(dǎo)入已知壓力的氦氣。由此，樣品100的細孔以氦氣充滿。在該狀態(tài)下， 測定充入樣本室30中的氦氣壓力。[〇〇48](2)接著，打開電磁閥25b，將充入樣本室30中的氦氣釋放到由蓋56密封的擴張室50中。由此，使填充入樣本室30的除樣品100以外的內(nèi)部空間中的氦氣向兩室擴散。在該狀態(tài)下，再測定氦氣導(dǎo)入擴張室50后的壓力。[〇〇49](3)由于樣本室30和擴張室50的容積已知，因此樣品100的容積能夠根據(jù)由該氦氣擴散造成的壓力變化來求出?；陬A(yù)先測定出的樣品100的重量和該壓力變化，算出樣品 100的真密度。
[0050]對樣本室30要求的條件是，在反復(fù)測定時，能體現(xiàn)出容積的再現(xiàn)性。樣本室30的容積能夠使用可預(yù)先檢定體積的檢定球來校正，但每次測定時未必都要進行校正，因而要求具有穩(wěn)定性。另外，在校正與測定之間必須具有穩(wěn)定性。在本實施方式的場合，以后述〇型密封圈34包圍的范圍作為樣本室30的容積來計數(shù)，因此，蓋42每次需要在相同的狀態(tài)下進行關(guān)閉。例如，在蓋42按壓于開口部31周緣時，容許上下方向上的誤差為數(shù)wii范圍(在測定再現(xiàn)性的目標(biāo)為〇.〇 1 %的情況下)。由此，可確保樣本室容積的再現(xiàn)性。進而，由于樣本室30每次變更樣品100時開閉著，因此，要求樣本室30的開閉機構(gòu)不僅具備再現(xiàn)性而且容易開閉。 如下所述那樣，根據(jù)真密度測定裝置10的開閉機構(gòu)，可獲得優(yōu)異的樣本室容積再現(xiàn)性以及蓋42的良好開閉性。[0051 ]以下，進而參照圖5?圖7,對樣本室30和蓋單元40的結(jié)構(gòu)、特別是樣本室30的開閉機構(gòu)進行詳述。圖5是表示真密度測定裝置10沿著縱向截斷的截面局部的圖。圖6和圖7是將樣本室30和開口部31附近放大而求出的剖視圖。圖7表示由蓋42密封了樣本室30的狀態(tài)。 [〇〇52]樣本室30為塊狀體20自上表面向下方延伸的凹部，其具有容納有樣品100的內(nèi)部空間。優(yōu)選為，樣本室30沿著橫向截斷的截面形狀形成為大致真圓形狀，且沿著深度方向(上下方向)具有大致均一的直徑。此外，樣本室30的尺寸等能夠適當(dāng)設(shè)定。例如，也能夠使樣本室30的直徑為1?10cm范圍，深度為1?10cm范圍，且內(nèi)部空間寬敞度(容積)為0.1? 2000ml 范圍。[〇〇53]樣本室30為如上所述那樣從塊狀體20上表面形成的凹部，其朝向上方開口。即，樣本室30的開口部31形成于塊狀體20的上表面。由此，容易供樣品100進出。樣品100填充到例如有底的筒狀樣品容器35中，并容納于樣本室30中。將樣品容器35的直徑設(shè)定為，在不防礙樣品進出的范圍內(nèi)達到與樣本室30直徑接近的長度。在塊狀體20的樣本室壁面設(shè)置排氣通道，將使樣品容器35容易進出。將樣品容器35的長度設(shè)定為比樣本室30深度略長，樣品容器 35的上端比樣本室30的開口部31更靠上方突出。因此，在蓋42的底面42a形成有凹部42c。
[0054]關(guān)于樣品100的使用量，可根據(jù)樣品的貴重性及測定精度等選定適當(dāng)?shù)牧?。在樣?1〇〇較為貴重的情況下，要求減少使用量。關(guān)于樣品量，當(dāng)樣本室30的容積(樣品100以外的空間)存在較大時，測定精度降低、即，在壓力檢測器23的測定范圍內(nèi)，測定極低值時精度很低;在樣品量較少的情況下，優(yōu)選樣本室30的容積較小。[〇〇55]樣本室30的容積能夠利用樣品容器等來變更。由此，使用一臺裝置，能夠處理各種樣品的測定。例如，與使用了圖7所示的樣品容器35的情況相比，在使用了后述圖8所示的樣品容器35z的情況下，能夠更進一步減小樣本室容積。另外，利用與樣品容器用配套使用的其他構(gòu)件，也能夠變更樣本室容積。[〇〇56]樣本室30通過將蓋42按壓到開口部31周緣上來密封。在開口部31的周緣設(shè)置有供蓋42嵌入的凹部32。凹部32起到將蓋42引導(dǎo)到適當(dāng)位置的作用。凹部32形成為距塊狀體20 的最上表面具有例如1?30mm范圍的深度，在凹部32的底面32a形成有開口部31。即，開口部 31位于距塊狀體20最上表面有凹部32深度那樣深的下方。蓋42通過將其底面42a按壓到凹部32的底面32a上，以封閉開口部31。因此，除了形成后述槽33和凹部42c的部分以外，底面 32a、42a形成為大致平坦?fàn)睢ｉ_口部31優(yōu)選形成于凹部32的底面32a的大致中央。[〇〇57]凹部32沿橫向截斷的截面形狀形成為大致真圓形狀，其直徑越接近底面32a變得越小。即，凹部32底面32a形成為大致真圓形狀，其具有側(cè)面32b，該側(cè)面32b以凹部32直徑從塊狀體20的最上表面向樣本室30側(cè)逐漸變小的方式傾斜。關(guān)于蓋42,同樣，底面42a也形成為大致真圓形狀，在蓋42嵌入于凹部32內(nèi)的部分也具有以蓋42直徑隨著靠近樣本室30側(cè)逐漸變小的方式而傾斜的側(cè)面42b。通過設(shè)置所述的錐形狀側(cè)面，蓋42容易以適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)嵌入適當(dāng)?shù)奈恢?。?dāng)考慮樣本室30的密封性及蓋42的導(dǎo)向性等時，優(yōu)選底面32a的直徑大于底面 42a的直徑，側(cè)面32b和側(cè)面42b的各自傾斜角度優(yōu)選為彼此大致相等。[〇〇58]具體如下所述，蓋42為不會沿著開口部31的圓周方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)的非旋轉(zhuǎn)式蓋。因此，在蓋42和凹部32的各自側(cè)面等上形成有相互嵌合的槽等。進而，優(yōu)選的是，底面32a的直徑> 底面42a的直徑，且側(cè)面32b的傾斜角度N側(cè)面42b的傾斜角度，使底面32a、42a的各中心相互大致一致，當(dāng)使底面42a按壓到底面32a上時，側(cè)面32b、42b彼此間不發(fā)生接觸(參照圖7)。即，在側(cè)面32b、42b之間設(shè)置有預(yù)定的間隙。優(yōu)選為即使在底面42a中心與底面32a中心發(fā)生偏移的情況下，使形成于底面42a上的凹部42c也不會掛卡到與后述的0型密封圈34 上，而且使底面42a與樣品容器35不發(fā)生接觸的范圍內(nèi)設(shè)定該預(yù)定的間隙。[〇〇59]在凹部32的底面32a上包圍著開口部31的位置上，形成有槽33。槽33優(yōu)選以開口部 31為中心而形成為大致真圓形狀。槽33,密封構(gòu)件作為0型密封圈34嵌入。槽33的深度優(yōu)選為0型密封圈34中線徑的70?92%，更優(yōu)選為75?85%。也就是說，0型密封圈34優(yōu)選為線徑的8?30%，更優(yōu)選為線徑的15?25%自底面32a突出(參照圖6)。槽33的截面形狀形成為大致3的字形狀，槽33的寬度優(yōu)選為與0型密封圈34的線徑大致相等。從降低死容積的觀點出發(fā)，優(yōu)選使槽33直徑(0型密封圈34直徑)在不防礙樣本室30密封性等的范圍內(nèi)減小。即，供0 型密封圈34嵌入的槽33優(yōu)選為盡量形成于開口部31附近。
[0060]如上所述那樣，0型密封圈34以自底面32a突出的狀態(tài)嵌入槽33內(nèi)。使用蓋42來壓扁0型密封圈34,以確保由0型密封圈34包圍的樣本室30的氣密性(參照圖7)。將0型密封圈 34壓扁，直到蓋42的底面42a與凹部32的底面32a發(fā)生接觸、S卩，將0型密封圈34壓扁到使其不再自底面32a突出的狀態(tài)。0型密封圈34的線徑為例如2.0mm以下或1.5mm以下。通過使用所述線徑范圍內(nèi)的0型密封圈34,不損害其密封性，也能夠降低所需的按壓力。0型密封圈34 能夠采用例如JIS規(guī)格S24。
[0061]在0型密封圈34上不涂布潤滑脂等潤滑劑。由于蓋42不會沿著0型密封圈34旋轉(zhuǎn)， 只是從上方推壓著0型密封圈34,因此，不會使0型密封圈34受到強勁的旋轉(zhuǎn)力，而不需要涂布有潤滑脂。因此，在真密度測定裝置10中，不會以潤滑脂為起因而發(fā)生樣本室30污染及測定誤差。此外，0型密封圈也能夠設(shè)置于蓋42的底面42a上。在該情況下，能夠在底面42a的包圍凹部42c的位置上，形成有供0型密封圈嵌入的槽。[〇〇62]如上所述那樣，蓋單元40具有:作為操作臂來發(fā)揮功能作用的主體41;以及被安裝為能夠相對于主體41擺動的非旋轉(zhuǎn)式蓋42。將主體41安裝為，使其從裝置前方側(cè)向后方側(cè)抬起，而能夠相對于框體14旋轉(zhuǎn)。主體41使用其前側(cè)端部(以下稱為“第一端部”)來操作，且以后側(cè)端部(以下稱為“第二端部”)為中心而旋轉(zhuǎn)。蓋42安裝于主體41的第一端部與第二端部之間。通過下壓主體41的第一端部，將蓋42按壓到作為開口部31周緣的凹部32的底面32a 上，以密封樣本室30。這樣，通過下壓或抬起主體41第一端部的簡便操作，能夠開閉樣本室 30 〇[〇〇63]主體41作為以第一端部為著力點，以第二端部為支點，且以供蓋42安裝的部分作為作用點的杠桿作為來發(fā)揮功能作用。因此，能夠以較小的力壓扁〇型密封圈34而密封樣本室30。在本實施方式中，將蓋42安裝于比支點稍微靠近力點處，但是，在需要更大的按壓力的情況下，只要將蓋42安裝到支點附近即可。在該情況下，例如，將歧管11配置為使壓力檢測器23位于比塊狀體20更靠近裝置前方側(cè)?；?，也能夠在主體41中采用雙重杠桿的機構(gòu)。 [〇〇64]主體41由支承部43支承為，能夠相對于框體14旋轉(zhuǎn)。支承部43的結(jié)構(gòu)只要能夠?qū)⒅黧w41支承為可旋轉(zhuǎn)，便未作特別限定，但從提高操作性等的觀點出發(fā)，優(yōu)選使用能夠以特定的抬起狀態(tài)支承著主體41的扭矩鉸鏈，以構(gòu)成支承部43。將扭矩鉸鏈安裝于主體41的第二端部與框體14的后部上，以使其旋轉(zhuǎn)軸沿著橫向延伸。[〇〇65]在由固定部44將蓋42按壓到開口部31周緣上的狀態(tài)、S卩，使第一端部下壓的狀態(tài)下，將主體41固定住。關(guān)于固定部44的結(jié)構(gòu)，只要能夠以使第一端部下壓的狀態(tài)來固定主體 41便不作特別限定，例如，能夠使用桿閂(Lever latch)來構(gòu)成固定部44。在使桿閂其桿部的旋轉(zhuǎn)軸沿著橫向延伸的狀態(tài)下，例如，將桿部安裝于主體41的第一端部，而將其托受扣安裝于框體14的前部。[〇〇66]蓋42安裝于主體41的第一端部與第二端部之間，且使用浮動接頭45能夠使蓋42擺動。浮動接頭45能夠使蓋42至少向前后方向擺動。浮動接頭45也能夠使蓋42向橫向擺動，優(yōu)選為將蓋42支承為能夠僅僅向前后方向擺動(旋轉(zhuǎn))。即，將浮動接頭45設(shè)置為使接頭的旋轉(zhuǎn)軸與支承部43的旋轉(zhuǎn)軸大致平行。當(dāng)將蓋42相對于主體41固定時，且將蓋42按壓到底面 32a上時，從單側(cè)壓扁了0型密封圈34,0型密封圈34發(fā)生應(yīng)變。通過使蓋42擺動，容易從上方均等地按壓0型密封圈34，可提高例如樣本室30的密封性。[〇〇67]蓋42具有壓縮彈簧46,以作為將底面42a向樣本室30側(cè)施力的施力構(gòu)件。由此，在使用固定部44來固定主體41的狀態(tài)下，將蓋42按壓到凹部32的底面32a上。即，松開按壓力后，不會發(fā)生回彈，蓋42壓扁0型密封圈34,以維持底面32a、42a相互接觸的良好密合狀態(tài)。 此外，用于將蓋向樣本室30側(cè)施力的施力構(gòu)件，并不局限于設(shè)置于蓋42的壓縮彈簧46,也能夠設(shè)置于固定部44或蓋42與主體41之間的連接部等上，主體41自身也能夠作為施力構(gòu)件來發(fā)揮功能作用。[〇〇68]以下，進而參照圖8,特別對擴張室50的結(jié)構(gòu)進行詳述。圖8是表示樣本室30和擴張室50的剖視圖。[〇〇69]擴張室50為從塊狀體20的上表面向下方延伸的凹部，其具有能夠容納容積變更構(gòu)件55的內(nèi)部空間。擴張室50與樣本室30同樣，其沿著橫向截斷的截面形狀也形成為大致真圓形狀，優(yōu)選在深度方向上具有大致均一的直徑。樣本室30與擴張室50優(yōu)選為在不防礙蓋 42、56開閉操作等的范圍內(nèi)相互接近設(shè)置。
[0070]如上所述那樣，樣本室30的容積能夠使用樣品容器35z來變更，但在變更了樣本室容積的情況下，優(yōu)選與此相應(yīng)地變更擴張室50的容積作為(參照后述圖10)。通過操作者將容積變更構(gòu)件55插入擴張室50室內(nèi)，能夠減小擴張室50的容積。[〇〇71]擴張室50的直徑、深度及內(nèi)部空間的寬敞度(容積)，能夠根據(jù)樣本室30的容積等作適當(dāng)設(shè)定。在普通的裝置中，大多將擴張室50容積設(shè)定為小于樣本室30容積。在真密度測定裝置10的場合，通過操作者插入容積變更構(gòu)件55,能夠更容易變更(減小)擴張室50的容積，因此，能夠使擴張室50最大容積大于樣本室30最大容積，或者使兩者的最大容積大致相等。在真密度測定裝置10的場合，擴張室50的最大容積優(yōu)選為樣本室30最大容積的80? 120 %，更優(yōu)選為90?110 %。通過使兩室的最大容積大致相等(100 ± 5 % )，使用一個擴張室 50能夠在大幅度的測定范圍內(nèi)減小測定誤差。[〇〇72]如上所述那樣，擴張室50為自塊狀體20上表面形成的凹部，其向上方開口。即，擴張室50的開口部51形成于塊狀體20的上表面。進而，當(dāng)卸下蓋56時，開口部51從框體14的框體開口部14a中露出。因此，在通常使用狀態(tài)下，能夠進入擴張室50,且更容易使容積變更構(gòu)件55進出。在此，所謂通常使用狀態(tài)意味著裝置處于由普通操作者正實施真密度測定的狀態(tài)下，而并非實施清掃、部件更換及維修檢查那樣的狀態(tài)。[〇〇73]在通常使用狀態(tài)下，擴張室50由裝卸自由的蓋56開閉。蓋56與蓋42同樣是非旋轉(zhuǎn)式的按壓蓋，與蓋42不同點在于，蓋56使用螺栓而緊固于塊狀體20上。通過對插入到形成于塊狀體20上的多個(四個)螺栓孔57中的螺栓58進行緊固，使蓋56封閉開口部51。與樣本室 30的情況同樣，在開口部51的周緣設(shè)置有供蓋56嵌入的凹部52。在凹部52底面52a上包圍開口部51的位置形成有槽53,在槽53中嵌入有0型密封圈54以作為密封構(gòu)件。即，擴張室50的開閉機構(gòu)除了蓋56依靠螺栓緊固以外，其他結(jié)構(gòu)與樣本室30的情況相同。[〇〇74]擴張室50朝向與樣本室30相同的方向開口。開口部31、51沿著橫向并列地形成于塊狀體20的上表面上。例如，將開口部31、51的直徑設(shè)定彼此大致相等，而將開口部31、51彼此間隔設(shè)定為該直徑的3倍以下，優(yōu)選為2倍以下。擴張室50也能夠朝向與樣本室30不同的方向開口，但在真密度測定裝置10的場合，在通常使用狀態(tài)下，操作者需要訪問擴張室50， 因此，從提高操作性等的觀點出發(fā)，優(yōu)選開口部31、51分別形成于塊狀體20的同一面上，且相互接近。[〇〇75]只要容積變更構(gòu)件55能夠容納于擴張室50內(nèi)，則不對其形狀等作特別限定。也能夠準(zhǔn)備容積不同的多個容積變更構(gòu)件。從防止擴張室50損傷等的觀點出發(fā)，優(yōu)選容積變更構(gòu)件55在測定中不移動。因此，容積變更構(gòu)件55形成為與擴張室50形狀相對應(yīng)的圓柱形狀或球狀，其直徑優(yōu)選設(shè)定為在不防礙進出的范圍內(nèi)接近擴張室50直徑的長度。另外，通過使樣本室30與擴張室50的各自形狀、直徑等尺寸大致相同，也能夠?qū)悠啡萜饔米魅莘e變更構(gòu)件。
[0076]在此，對具有所述結(jié)構(gòu)的真密度測定裝置10的作用效果進行詳述。
[0077]根據(jù)真密度測定裝置10,通過采用非旋轉(zhuǎn)式的樣本室開閉機構(gòu)，不會由蓋的旋轉(zhuǎn)對0型密封圈34產(chǎn)生較大的摩擦力，故不需要在0型密封圈34上涂布潤滑脂等潤滑劑。由此， 能夠防止使用潤滑脂產(chǎn)生弊病、例如因樣品100等附著到潤滑脂等而造成樣本室30污染，以及因需要計數(shù)潤滑脂體積而降低測定精度等。[〇〇78]另外，在真密度測定裝置10中，在蓋42的側(cè)面42b或凹部32的側(cè)面32b等未形成有相互嵌合槽等，也不會因各金屬制件彼此間發(fā)生擦蹭而磨損且產(chǎn)生金屬粉發(fā)生。因此，也不會如使用了旋轉(zhuǎn)式蓋的情況那樣，以金屬粉為起因而污染樣本室30,或者降低密封性。
[0079]進而，根據(jù)真密度測定裝置10,不僅能夠更容易變更是樣本室30的容積，而且也能夠更容易變更擴張室50的容積。擴張室50朝向與樣本室30相同的方向開口，兩者的開口部都形成于塊狀體20的上表面上。因此，與操作者將樣品100插入樣本室30內(nèi)同樣，通過將容積變更構(gòu)件55插入擴張室50內(nèi)，也能夠簡便且迅速地變更其容積。
[0080]圖9以及圖10是用于說明擴張室50容積變更產(chǎn)生效果的圖。[〇〇81]圖9中的箭頭a表示導(dǎo)入于樣本室30內(nèi)的氦氣向擴張室50釋放的時點、即打開電磁閥25b的時點，而箭頭0表示氦氣從擴張室50排出的時點、即電打開磁閥25c的時點。通過將氦氣向擴張室50釋放，使由壓力檢測器23檢測出的壓力下降，但是，該下降程度過小或過大，也無法獲得高測定精度。即，該壓力差存在有適當(dāng)?shù)姆秶?。在真密度測定裝置10中，能夠更容易變更擴張室容積，因此，能夠?qū)⒃搲毫Σ钤O(shè)定在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，而能夠提高測定精度。例如，在減小了樣本室容積的情況下，也優(yōu)選減小擴張室容積。在變更了容積變更構(gòu)件的情況下，利用檢定球再次檢定容積優(yōu)選為。[〇〇82]圖10表示在變更了樣本室30和擴張室50的各容積的情況下與樣品的體積Vs(橫軸)相對應(yīng)的測定誤差(縱軸)。圖10中的符號“?”表示改變樣本室容積Vc為13.5ml的情況， 而擴張室容積Vr為13.lml的情況;符號“A”表示僅改變Vc為6.0ml的情況;符號“▲”表示改變樣本室容積Vc為6.0ml，且擴張室容積Vr為5.3ml的情況;符號“〇”表示僅改變Vc為3.7ml 的情況;符號“?”表示改變樣本室容積Vc為3.7ml，而擴張室容積Vr為5.3ml的情況。在樣品的體積Vs較小的范圍內(nèi)，通過減小樣本室容積能夠提高測定精度。進而，通過與樣本室容積相對應(yīng)地減小擴張室容積，與僅僅變更樣本室容積的情況相比，能夠進一步提高測定精度。 在真密度測定裝置10中，例如使樣本室30與擴張室50的各自最大容積大致相等，在體積Vs 較大的情況下，不變更各室的容積來進行測定;在體積Vs較小的情況下，能夠減小各室的容積來進行相應(yīng)處理。由此，使用具有一個擴張室的一臺裝置，能夠高精度地測定各種樣品的真密度。
[0083]如上所述，在真密度測定裝置10中，樣本室30的開閉機構(gòu)采用了非旋轉(zhuǎn)式的按壓方式，并且能夠簡便迅速地變更擴張室容積。由此，能夠降低維護負擔(dān)，同時大幅度地提高測定精度。
[0084]在此，在具有所述結(jié)構(gòu)的真密度測定裝置10中，示出了涉及擴張室50的容積變更的控制模式一個例子。圖11是表示該控制模式的流程圖。
[0085]首先，最初，操作者將樣品100填充到適當(dāng)容量的樣品容器中，且將該容器容納到樣本室30中。其后，下壓主體41而關(guān)閉蓋42,以密封樣本室30。利用觸摸面板13,輸入算出樣品100的重量等真密度所需的信息等，再開始測定。利用控制部12的測定控制機構(gòu)12a的功能，自動施行導(dǎo)入氦氣到樣本室30內(nèi)，以及釋放氦氣到擴張室50中等測定真密度的一系列動作，(S10)。[〇〇86]接著，基于經(jīng)步驟S10獲得的測定結(jié)果，求出最佳的擴張室50容積(SI 1)。隨即，判斷S10中適用的擴張室容積是否成為能使測定誤差變最小的條件(S12)。其結(jié)果為，在S10中適用的擴張室容積成為能使測定誤差變最小的條件的情況下，結(jié)束本控制模式。另一方面， 在存在比S10中適用的擴張室容積更為優(yōu)選的條件的情況下、S卩，在S10中適用的擴張室容積與經(jīng)S11求出的擴張室容積不一致的情況下，將推薦使用容積變更構(gòu)件55的顯示信息輸出至觸摸面板13上(S13)。利用控制部12的報知機構(gòu)12b的功能，自動施行S11?S13的步驟。 [〇〇87]操作者察看觸摸面板13的顯示信息，將容積變更構(gòu)件55插入到擴張室50中(S14)。 在存在多個容積變更構(gòu)件的情況下，也能夠在步驟S13中設(shè)定顯示出容積變更構(gòu)件的種類。 在該情況下，操作者選擇適當(dāng)?shù)娜莘e變更構(gòu)件插入到擴張室50中。進而，再施行真密度測定 (S15)〇
[0088]此外，在所述控制模式中，也能夠求出最佳的擴張室容積，同時還能夠設(shè)定如何求出最佳的樣本室容積。另外，報知機構(gòu)12b也能夠促進使用除了觸摸面板13顯示以外的方法、例如，利用語音等來使用容積變更構(gòu)件55。
[0089]所述實施方式在不損害本發(fā)明目的范圍內(nèi)能夠適當(dāng)?shù)卦O(shè)計變更。
[0090]例如，蓋42也能夠從主體41獨立出來。在進行測定時，預(yù)先將蓋42嵌入凹部32內(nèi)， 利用主體41來下壓，由此能夠封閉樣本室30。在該情況下，也能夠簡化凹部32及其錐形狀的側(cè)面等用于將蓋42導(dǎo)向到適當(dāng)位置的結(jié)構(gòu)，或者也可以不設(shè)置有該構(gòu)成。通過將蓋42與主體41分離開，可具有以下的優(yōu)點，S卩，使開閉機構(gòu)變得更簡單，更容易使蓋對位，且更容易清洗蓋等。
[0091]在圖12?圖14C中示出了設(shè)計變更例子。在此，在與所述實施方式相同的構(gòu)成要素上標(biāo)注了同一附圖標(biāo)記，并省略了重復(fù)的說明。
[0092]圖12例示真密度測定裝置10v與真密度測定裝置10不同點在于，在蓋單元40v的主體41上，除了樣本室30的蓋42以外，還安裝有擴張室50的蓋56v。與蓋42同樣，蓋56v被支承為能夠在主體41的第一端部與第二端部之間擺動。在該情況下，通過下壓主體41，將蓋42、 56v按壓到各室開口部的周緣上，以密封各室。在需要大按壓力的情況下，也能夠變更蓋42、 56v在主體41上的位置及主體41的長度，也能夠在主體41中應(yīng)用雙重杠桿的結(jié)構(gòu)。
[0093]圖13例示的真密度測定裝置10w與真密度測定裝置10的不同點在于，其不具有主體41，在樣本室30中也使用與擴張室50的蓋56同樣的蓋42w。在真密度測定裝置lOw中，用于封閉各室的蓋42w、56始終露出于框體開口部14wa中。[〇〇94] 如圖14A?圖14C所示，供0型密封圈34嵌入部分也能夠形成為除了截面呈大致3 字形狀的槽以外的結(jié)構(gòu)。例如，如圖14A所示，為了防止0型密封圈34的脫落，也能夠設(shè)置有寬度從底向上逐漸變小的槽33z。該槽33z即被稱為燕尾槽。另外，如圖14B以及圖14C所示， 也能夠?qū)㈤_口部31周緣切低出一層臺階，而設(shè)置有與0型密封圈34的外周部相抵接的臺階 36、37〇
[0095] 附圖標(biāo)記說明[〇〇96]10、10 v、1 Ow —真密度測定裝置，11 一歧管，12 —控制部，12 a —測定控制機構(gòu)，12b—報知機構(gòu)，13—觸摸面板，14一框體，14a、14wa —框體開口部，20—塊狀體，21 a、21b、 21c —氣管，22—排氣口，23 —壓力檢測器，24—連接器，25a、25b、25c—電磁閥，26 —恒溫水導(dǎo)入設(shè)備，30—樣本室，31 —開口部，32 —凹部，32a —底面，32b—側(cè)面，33、33z—槽，340型密封圈，35、35z—樣品容器，36、37 —臺階，40、40v—蓋單元，41 一蓋單元主體(主體)，42、 42w蓋，42a底面，42b側(cè)面，42c凹部，43支承部，44固定部，45浮動接頭，46壓縮彈簧，50 —擴張室，51—開口部，52 —凹部，53—槽，540—型密封圈，55—容積變更構(gòu)件，56、56v—蓋， 57 —螺栓孔，58 —螺栓，100 —樣品。
【主權(quán)項】
1.一種真密度測定裝置，具有:樣本室，其容納有測定對象，通過導(dǎo)入惰性氣體來加壓；以及擴張室，其供填充于所述樣本室的所述惰性氣體釋放；所述測定裝置利用氣相置換法來所述測定對象的真密度測定，其特征在于，所述擴張室在通常使用狀態(tài)下由裝卸自由的蓋開閉，通過容積變更構(gòu)件進出其中來變 更容積。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真密度測定裝置，其中，所述擴張室朝向與所述樣本室相同的 方向開口。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真密度測定裝置，其中，具有分別供所述樣本室和所述擴 張室設(shè)置的塊狀體，所述擴張室的開口部和所述樣本室的開口部分別形成于所述塊狀體的 上表面上。4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項記載的真密度測定裝置，其中，所述擴張室具有與所述 樣本室大致相等的最大容積。5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項記載的真密度測定裝置，其中，所述真密度測定裝置具 有報知機構(gòu)，該報知機構(gòu)基于預(yù)先求出的所述擴張室的容積與測定誤差之間的關(guān)系，促進 所述容積變更構(gòu)件的使用。
【文檔編號】G01N9/26GK106030277SQ201580005668
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年1月22日
【發(fā)明人】仲井和之, 山崎博実, 中村薰, 郷本隆之
【申請人】麥奇克拜爾有限公司