物質(zhì)密度測(cè)量裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了物質(zhì)密度測(cè)量裝置，包括氣體比熱容比測(cè)定儀的外接檢測(cè)系統(tǒng)和組裝式燒瓶，組裝式燒瓶包括三角燒瓶、直玻璃管和小鋼球；三角燒瓶的側(cè)壁上開(kāi)設(shè)入氣孔，與外接檢測(cè)系統(tǒng)中的氣泵連接；直玻璃管的側(cè)壁上開(kāi)設(shè)出氣孔，小鋼球放置在直玻璃管內(nèi)的出氣孔下側(cè)；三角燒瓶的瓶口和直玻璃管的一端口密封連接。本實(shí)用新型以氣體比熱容比測(cè)定儀為基礎(chǔ)，將燒瓶部分設(shè)計(jì)為組裝式燒瓶結(jié)構(gòu)，方便被測(cè)物體的放入與取出。進(jìn)一步設(shè)計(jì)提供了一套陰陽(yáng)密封結(jié)構(gòu)件，保證該組裝式燒瓶的氣密性。同時(shí)增設(shè)了重量傳感器，方便讀取被測(cè)物質(zhì)的重量；增設(shè)的光敏傳感器，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)因強(qiáng)光對(duì)光電門傳感器的影響，避免因光電門傳感器的不可靠工作帶來(lái)的測(cè)量誤差。
【專利說(shuō)明】
物質(zhì)密度測(cè)量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及物質(zhì)密度測(cè)量裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及針對(duì)可溶性、吸水性物 質(zhì)以及各種小粒狀固體密度的密度測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 物質(zhì)密度的測(cè)量在物理學(xué)實(shí)驗(yàn)中是一個(gè)古老而傳統(tǒng)的研究課題。對(duì)于不溶性物質(zhì) 的密度，可以采用靜力稱衡法、力敏傳感器等傳統(tǒng)的方法進(jìn)行測(cè)量。但是對(duì)于可溶性、吸水 性物質(zhì)以及各種小粒狀固體密度的測(cè)量方法甚為鮮見(jiàn)，其主要原因是由于這些物質(zhì)的體積 不易測(cè)量，這導(dǎo)致上述這類物質(zhì)的密度很難精確得到，進(jìn)而也在一定程度上限制了該類物 質(zhì)的應(yīng)用。
[0003] 目前，有文獻(xiàn)報(bào)道采用氣體比熱容比測(cè)定儀進(jìn)行物質(zhì)密度的測(cè)量，并對(duì)測(cè)量方法 進(jìn)行了介紹，并得出了密度計(jì)算公式：
其中，M-被測(cè)物質(zhì)質(zhì)量;m-小 鋼球質(zhì)量;d-小鋼球直徑;p-大氣壓強(qiáng)；y -氣體比熱容比；To-未放置被測(cè)物質(zhì)時(shí)小鋼 球的振動(dòng)周期一放置被測(cè)物質(zhì)時(shí)小鋼球的振動(dòng)周期。TdPh在小鋼球的振動(dòng)次數(shù)相同的 情況下測(cè)量得到的。
[0004] 氣體比熱容比測(cè)定儀的結(jié)構(gòu)大致上分為燒瓶和燒瓶外的其他檢測(cè)結(jié)構(gòu)件，如，可 預(yù)置測(cè)量次數(shù)的數(shù)字計(jì)時(shí)儀、光電門傳感器和氣栗，習(xí)慣上將燒瓶外的其他檢測(cè)結(jié)構(gòu)件統(tǒng) 稱為外接檢測(cè)系統(tǒng)。在上述的將氣體比熱容比測(cè)定儀用于測(cè)量物體密度時(shí)，需要將被測(cè)物 體放置于燒瓶中，而現(xiàn)有采用的燒瓶大多為一體的帶頸圓底燒瓶，向燒瓶中放置被測(cè)物體 時(shí)難度大，因此，需要對(duì)燒瓶進(jìn)行改進(jìn)以方便向燒瓶?jī)?nèi)放置被測(cè)物體。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型的目的是針對(duì)可溶性、吸水性物質(zhì)以及各種小粒狀固體物質(zhì)，提供的 一種利用氣體比熱容比測(cè)定儀進(jìn)行密度測(cè)量的物質(zhì)密度測(cè)量裝置，解決現(xiàn)有的密度測(cè)量方 法無(wú)法得到精確的可溶性、吸水性物質(zhì)以及各種小粒狀固體物質(zhì)的密度的技術(shù)問(wèn)題。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：
[0007] 物質(zhì)密度測(cè)量裝置，包括氣體比熱容比測(cè)定儀的外接檢測(cè)系統(tǒng)和組裝式燒瓶，所 述組裝式燒瓶包括三角燒瓶、直玻璃管和小鋼球;所述三角燒瓶的側(cè)壁上開(kāi)設(shè)入氣孔，與外 接檢測(cè)系統(tǒng)中的氣栗連接;所述直玻璃管的側(cè)壁上開(kāi)設(shè)出氣孔，所述小鋼球的直徑比直玻 璃管的內(nèi)徑小0.01-0.02mm，所述小鋼球放置在所述直玻璃管內(nèi)的出氣孔下側(cè);所述三角燒 瓶的瓶口和直玻璃管的一端口密封連接。
[0008] 進(jìn)一步地，所述三角燒瓶的瓶口和直玻璃管的一端口通過(guò)陰陽(yáng)配合的密封結(jié)構(gòu)件 密封連接。
[0009] 進(jìn)一步地，所述密封結(jié)構(gòu)件包括套設(shè)在三角燒瓶的瓶口的陰密封件和套設(shè)在直玻 璃管的一端口的陽(yáng)密封件;所述陰密封件為截面為"S"形的環(huán)狀密封圈，其中一端面的環(huán)形 凹槽為套接槽，套設(shè)在所述三角燒瓶的瓶口上，另一端面的環(huán)形凹槽為卡接槽;所述陽(yáng)密封 件為截面為"S"形的環(huán)狀密封圈，其中一端面的環(huán)形凹槽為套接槽，套設(shè)在直玻璃管的一端 口上，另一端面的環(huán)形凹槽為卡接槽，扣設(shè)在陰密封件上。
[0010] 進(jìn)一步地，所述陽(yáng)密封件與陰密封件均采用彈性材料加工而成。
[0011] 進(jìn)一步地，所述陰密封件的卡接槽內(nèi)填充密封油。增強(qiáng)密封性。
[0012] 進(jìn)一步地，還包括防震底座，所述三角燒瓶放置在所述防震底座上。具體地，所述 防震底座采用橡膠墊。
[0013] 進(jìn)一步地，還包括重量傳感器，所述重量傳感器的感應(yīng)端設(shè)置在所述三角燒瓶的 底部。通過(guò)讀取被測(cè)物體加入前后的重量數(shù)據(jù)，方便快捷地得到被測(cè)物體的重量數(shù)據(jù)。
[0014] 進(jìn)一步地，還包括光敏傳感器和報(bào)警器，所述光敏傳感器的感應(yīng)端設(shè)置在所述小 鋼球附近，輸出端與所述報(bào)警器的控制端連接;光敏傳感器檢測(cè)小鋼球附近的光亮程度，當(dāng) 光亮程度超過(guò)預(yù)設(shè)數(shù)值時(shí)，向報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，報(bào)警器發(fā)出報(bào)警聲。當(dāng)因外界光線過(guò) 強(qiáng)，導(dǎo)致光電門傳感器工作性能不可靠時(shí)，能夠及時(shí)報(bào)警，采取措施，避免因光電門傳感器 的不可靠工作帶來(lái)的測(cè)量誤差。
[0015] 進(jìn)一步地，所述氣體比熱容比測(cè)定儀的外接檢測(cè)系統(tǒng)包括可預(yù)置測(cè)量次數(shù)的數(shù)字 計(jì)時(shí)儀、光電門傳感器和氣栗;所述氣栗與所述三角燒瓶的入氣孔聯(lián)通;所述光電門傳感器 的輸出端與所述可預(yù)置測(cè)量次數(shù)的數(shù)字計(jì)時(shí)儀連接，感應(yīng)端設(shè)置在小鋼球兩側(cè);所述氣栗 的控制端與所述可預(yù)置測(cè)量次數(shù)的數(shù)字計(jì)時(shí)儀連接;開(kāi)啟可預(yù)置測(cè)量次數(shù)的數(shù)字計(jì)時(shí)儀的 同時(shí)，控制光電門傳感器和氣栗同時(shí)開(kāi)啟工作。
[0016] 本實(shí)用新型的物質(zhì)密度測(cè)量裝置，以氣體比熱容比測(cè)定儀為基礎(chǔ)，對(duì)燒瓶部分的 結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，設(shè)計(jì)為組裝式燒瓶結(jié)構(gòu)，方便了被測(cè)物體的放入與取出。進(jìn)一步設(shè)計(jì)提供 了一套陰陽(yáng)密封結(jié)構(gòu)件，保證該組裝式燒瓶的氣密性。同時(shí)增設(shè)了重量傳感器，方便讀取被 測(cè)物質(zhì)的重量;增設(shè)的光敏傳感器，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)因強(qiáng)光對(duì)光電門傳感器的影響，避免因光 電門傳感器的不可靠工作帶來(lái)的測(cè)量誤差。
[0017] 本實(shí)用新型的物質(zhì)密度測(cè)量裝置可以測(cè)量可溶性物質(zhì)、吸水性物質(zhì)、各種小粒狀 固體以及其它難以測(cè)量的物質(zhì)的體積，從而能夠方便地得到可溶性物質(zhì)如食鹽、白糖和吸 水性物質(zhì)如小米、紅磚以及密度很小的物質(zhì)如塑料泡末的密度。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅 是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提 下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019] 圖1是本實(shí)用新型的物質(zhì)密度測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2是圖1中的密封連接部分的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖3是陰陽(yáng)配合的密封結(jié)構(gòu)件的配合爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面將結(jié)合本實(shí)用新型的附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述， 顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用 新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí) 施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0023] 根據(jù)圖1至圖3所示，說(shuō)明本實(shí)用新型的物質(zhì)密度測(cè)量裝置，包括氣體比熱容比測(cè) 定儀的外接檢測(cè)系統(tǒng)2和組裝式燒瓶1，所述組裝式燒瓶1包括三角燒瓶11、直玻璃管12和小 鋼球13;所述三角燒瓶11的側(cè)壁上開(kāi)設(shè)入氣孔111，與外接檢測(cè)系統(tǒng)2中的氣栗21連接;所述 直玻璃管12的側(cè)壁上開(kāi)設(shè)出氣孔121，所述小鋼球13的直徑比直玻璃管12的內(nèi)徑小0.01-0.02mm，所述小鋼球13放置在所述直玻璃管12內(nèi)的出氣孔121下側(cè);所述三角燒瓶11的瓶口 和直玻璃管12的一端口密封連接。
[0024] 所述氣體比熱容比測(cè)定儀的外接檢測(cè)系統(tǒng)2包括可預(yù)置測(cè)量次數(shù)的數(shù)字計(jì)時(shí)儀 21、光電門傳感器22和氣栗23;所述氣栗23與所述三角燒瓶11的入氣孔111聯(lián)通;所述光電 門傳感器22的輸出端與所述可預(yù)置測(cè)量次數(shù)的數(shù)字計(jì)時(shí)儀21連接，感應(yīng)端設(shè)置在小鋼球13 兩側(cè);所述氣栗23的控制端與所述可預(yù)置測(cè)量次數(shù)的數(shù)字計(jì)時(shí)儀21連接;開(kāi)啟可預(yù)置測(cè)量 次數(shù)的數(shù)字計(jì)時(shí)儀21的同時(shí)，控制光電門傳感器22和氣栗23同時(shí)開(kāi)啟工作。該外接檢測(cè)系 統(tǒng)2采用現(xiàn)有氣體比熱容比測(cè)定儀中的連接結(jié)構(gòu)即可。
[0025] 由于在密度測(cè)量過(guò)程中，組裝式燒瓶1的氣密性是非常重要的，因此，本實(shí)用新型 中所述三角燒瓶11的瓶口和直玻璃管12的一端口通過(guò)陰陽(yáng)配合的密封結(jié)構(gòu)件3密封連接。 具體地，如圖2和圖3所示，所述密封結(jié)構(gòu)件3包括套設(shè)在三角燒瓶11的瓶口的陰密封件31和 套設(shè)在直玻璃管12的一端口的陽(yáng)密封件32;所述陰密封件31為截面為"S"形的環(huán)狀密封圈， 其中一端面的環(huán)形凹槽為套接槽311，套設(shè)在所述三角燒瓶11的瓶口上，另一端面的環(huán)形凹 槽為卡接槽312;所述陽(yáng)密封件32為截面為"S"形的環(huán)狀密封圈，其中一端面的環(huán)形凹槽為 套接槽321，套設(shè)在直玻璃管12的一端口上，另一端面的環(huán)形凹槽為卡接槽322，扣設(shè)在陰密 封件31上。所述陽(yáng)密封件32與陰密封件31均采用彈性材料加工而成，如，橡膠。密封性能好。
[0026] 陽(yáng)密封件32與陰密封件31配合時(shí)，陰密封件31的內(nèi)側(cè)壁與陽(yáng)密封件32的卡接槽 322的內(nèi)側(cè)壁接觸，形成良好密封，保證該組裝式燒瓶1的氣密性。
[0027] 陽(yáng)密封件32與陰密封件31配合時(shí)，陽(yáng)密封件32的卡接槽322扣設(shè)在陰密封件31上， 且卡接槽322的外側(cè)壁插入陰密封件31的卡接槽312中，加強(qiáng)了該陰陽(yáng)配合的密封結(jié)構(gòu)件3 的氣密性。進(jìn)一步地，為了進(jìn)一步增加氣密性，在陰密封件31的卡接槽312中填充密封油5。 當(dāng)卡接槽322的外側(cè)壁插入陰密封件31的卡接槽312中時(shí)，密封油5填充在兩者結(jié)合的壁面 上，增加了氣密性。
[0028] 在測(cè)量過(guò)程中，小鋼球13在直玻璃管12的出氣孔121上下振動(dòng)，因此，需要保證組 裝式燒瓶的穩(wěn)定性，避免小鋼球13與直玻璃管12的內(nèi)部摩擦帶來(lái)測(cè)量誤差。本實(shí)用新型增 設(shè)了防震底座6,所述三角燒瓶11放置在所述防震底座6上。具體地，所述防震底座6采用橡 膠墊。
[0029] 進(jìn)一步地，為了更方便快捷地獲得被測(cè)物體的重量，本實(shí)用新型優(yōu)選的技術(shù)方案 是，還包括重量傳感器（圖未示），所述重量傳感器的感應(yīng)端設(shè)置在所述三角燒瓶的底部。通 過(guò)讀取被測(cè)物體加入前后的重量數(shù)據(jù)，方便快捷地得到被測(cè)物體的重量數(shù)據(jù)。
[0030] 進(jìn)一步地，為了避免測(cè)試環(huán)境光線對(duì)光電門傳感器的工作可靠性的影響，本實(shí)用 新型的優(yōu)選的技術(shù)方案是，還包括光敏傳感器（圖未示)和報(bào)警器（圖未示），所述光敏傳感 器的感應(yīng)端設(shè)置在所述小鋼球附近，輸出端與所述報(bào)警器的控制端連接;光敏傳感器檢測(cè) 小鋼球附近的光亮程度，當(dāng)光亮程度超過(guò)預(yù)設(shè)數(shù)值時(shí)，向報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，報(bào)警器發(fā)出 報(bào)警聲。當(dāng)因外界光線過(guò)強(qiáng)，導(dǎo)致光電門傳感器工作性能不可靠時(shí)，能夠及時(shí)報(bào)警，采取措 施，避免因光電門傳感器的不可靠工作帶來(lái)的測(cè)量誤差。
[0031] 本實(shí)用新型中，為了驗(yàn)證該物質(zhì)密度測(cè)量裝置的測(cè)量精確性，對(duì)一部分物質(zhì)的密 度進(jìn)行的測(cè)量，如，食鹽和無(wú)水甘油。通過(guò)密度計(jì)算公式
1得到的測(cè)量結(jié) 果:食鹽的密度為P = 2.156g/cm3，食鹽在20.0°C時(shí)密度的標(biāo)準(zhǔn)值為P = 2.140g ? cnf3，測(cè)量 結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值相比，其相對(duì)誤差為〇. 7 %。無(wú)水甘油的密度P = 1.276g/cm3，無(wú)水甘油在20.0 °C時(shí)密度的標(biāo)準(zhǔn)值為P = 1.260g ? cnf3，測(cè)量結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值相比，其相對(duì)誤差為1.3%。測(cè)量 結(jié)果的精度高。因此，可以廣泛應(yīng)用于其他物質(zhì)的密度的測(cè)量上，且其相對(duì)誤差會(huì)控制在 2%以內(nèi)。
[0032] 在利用上述密度計(jì)算公式計(jì)算物質(zhì)密度時(shí)，其中的To和1^是通過(guò)本實(shí)用新型的物 質(zhì)密度測(cè)量裝置讀出的，P測(cè)定測(cè)試時(shí)的大氣壓強(qiáng)即可，T采用雙原子氣體（空氣近似雙原 子氣體)的數(shù)值1.40。小鋼球的質(zhì)量m和直徑d采用電子天平和螺旋測(cè)微器測(cè)量得到;被測(cè)物 質(zhì)質(zhì)量M采用電子天平獲得，或者通過(guò)本實(shí)用新型的物質(zhì)密度測(cè)量裝置中的重量傳感器讀 出。
[0033] 以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限 于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化 或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán) 利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 物質(zhì)密度測(cè)量裝置，其特征在于，包括氣體比熱容比測(cè)定儀的外接檢測(cè)系統(tǒng)和組裝 式燒瓶，所述組裝式燒瓶包括三角燒瓶、直玻璃管和小鋼球;所述三角燒瓶的側(cè)壁上開(kāi)設(shè)入 氣孔，與外接檢測(cè)系統(tǒng)中的氣栗連接;所述直玻璃管的側(cè)壁上開(kāi)設(shè)出氣孔，所述小鋼球的直 徑比直玻璃管的內(nèi)徑小0.01-0. 〇2_，所述小鋼球放置在所述直玻璃管內(nèi)的出氣孔下側(cè);所 述三角燒瓶的瓶口和直玻璃管的一端口密封連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的物質(zhì)密度測(cè)量裝置，其特征在于，所述三角燒瓶的瓶口和直玻 璃管的一端口通過(guò)陰陽(yáng)配合的密封結(jié)構(gòu)件密封連接。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的物質(zhì)密度測(cè)量裝置，其特征在于，所述密封結(jié)構(gòu)件包括套設(shè)在 三角燒瓶的瓶口的陰密封件和套設(shè)在直玻璃管的一端口的陽(yáng)密封件;所述陰密封件為截面 為"S"形的環(huán)狀密封圈，其中一端面的環(huán)形凹槽為套接槽，套設(shè)在所述三角燒瓶的瓶口上， 另一端面的環(huán)形凹槽為卡接槽;所述陽(yáng)密封件為截面為"S"形的環(huán)狀密封圈，其中一端面的 環(huán)形凹槽為套接槽，套設(shè)在直玻璃管的一端口上，另一端面的環(huán)形凹槽為卡接槽，扣設(shè)在陰 密封件上。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的物質(zhì)密度測(cè)量裝置，其特征在于，所述陽(yáng)密封件與陰密封件均 采用彈性材料加工而成。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的物質(zhì)密度測(cè)量裝置，其特征在于，所述陰密封件的卡接槽內(nèi)填 充密封油。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的物質(zhì)密度測(cè)量裝置，其特征在于，還包括防震底 座，所述三角燒瓶放置在所述防震底座上。7. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的物質(zhì)密度測(cè)量裝置，其特征在于，還包括重量傳 感器，所述重量傳感器的感應(yīng)端設(shè)置在所述三角燒瓶的底部。8. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的物質(zhì)密度測(cè)量裝置，其特征在于，還包括光敏傳 感器和報(bào)警器，所述光敏傳感器的感應(yīng)端設(shè)置在所述小鋼球附近，輸出端與所述報(bào)警器的 控制端連接;光敏傳感器檢測(cè)小鋼球附近的光亮程度，當(dāng)光亮程度超過(guò)預(yù)設(shè)數(shù)值時(shí)，向報(bào)警 器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，報(bào)警器發(fā)出報(bào)警聲。9. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的物質(zhì)密度測(cè)量裝置，其特征在于，所述氣體比熱 容比測(cè)定儀的外接檢測(cè)系統(tǒng)包括可預(yù)置測(cè)量次數(shù)的數(shù)字計(jì)時(shí)儀、光電門傳感器和氣栗;所 述氣栗與所述三角燒瓶的入氣孔聯(lián)通;所述光電門傳感器的輸出端與所述可預(yù)置測(cè)量次數(shù) 的數(shù)字計(jì)時(shí)儀連接，感應(yīng)端設(shè)置在小鋼球兩側(cè);所述氣栗的控制端與所述可預(yù)置測(cè)量次數(shù) 的數(shù)字計(jì)時(shí)儀連接;開(kāi)啟可預(yù)置測(cè)量次數(shù)的數(shù)字計(jì)時(shí)儀的同時(shí)，控制光電門傳感器和氣栗 同時(shí)開(kāi)啟工作。
【文檔編號(hào)】G01N9/00GK205562331SQ201620106538
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年2月2日
【發(fā)明人】劉艷峰
【申請(qǐng)人】劉艷峰