极小误差的密度测量装置的制造方法
【技术领域】
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[0001]本发明一一极小误差的密度测量装置，涉及一种固体材料表观密度测量装置及测量方法，该测量装置使用相似办法也同时可以测量液体的密度。本发明是一种适应各种材料(固体、液体)的密度测量装置及测量方法，可广泛用于土木工程、石油化工、生产制造等需要测量原材料表观密度的各个领域。
【背景技术】
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[0002]本发明之前对固体材料表观密度测量方法有:比重瓶法(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(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，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，测量精度较差一一其中，既有人工观察误差，也有测量仪器原因。
[0003]测量液体密度使用密度计法。
【发明内容】
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[0004]发明原理:本发明固体材料表观密度测量原理也是阿基米德定律。液体测量密度测量原理即液体密度定义。
[0005]发明目的和作用:简化测量仪器，减小测量过程中人工操作误差、人眼观察误差，降低测量仪器对密度测量形成的误差，简化密度试验过程，提高平行试验一致性，缩短试验时间，提高工作效率。
[0006]具体
【发明内容】
为:
[0007]1.密度测量装置:
[0008]本发明密度测量装置由恒定体积量器和定位器两部分组成，按照国际通行的命名规则，发明人称呼这种装置王氏密度瓶。
[0009](I)恒定体积量器:
[0010]恒定体积量器为两端有一定高差的连通器，由容积部和排液嘴两部分组成。
[0011]如果我们非要与恒定体积量器找一个“兄弟”，恒定体积量器与上嘴过滤器“长相”有一定相似度又有明显的不同。
[0012]容积部是王氏密度瓶盛装液体及测量原材料部分，形状相当于一个容量瓶在其颈部有一个4_-8_洞口，类似于高颈酒壶盛酒或者茶壶盛茶水的主体部分。容积部锥面或者球面上部管状或者漏斗状部分，发明人称其为恒定体积量器的颈部。恒定体积量器的颈部可以根据测量的不规则材料颗粒直径大小，可以做成任意直径的管状或者漏斗状；发明人认为，恒定体积量器颈部高度宜大于50mm小于300mm，直径最好为20mm、50mm、100mm、150mm和200mm，以适应颗粒直径小于颈部直径四分之三的测量物能够顺利放入恒定体积量器中。
[0013]排液嘴是连通在容积部洞口处排液端口低于容积部与排液嘴连通部的管状物，内径以2-5_为优，水平长度应超出定位器最长边缘；排液口管状可以有一个稍微向上倾斜的弧度，这个向上倾斜弧度最高点低于容积部最高点3mm及以上，以保证量器体积恒定，同时方便测量密度小于液体密度的材料；实验证明，排液口内径应该4mm-8_ ;内径小于4_或者大于8mm时，液体张力会在排液嘴底部形成挂液，或者对排液嘴湿润面积增大，一一试验证明，液体为水时，排液嘴内径小于4mm，挂液水滴质量小于0.07g ;排液嘴内径大于8mm，湿润排液嘴水质量小于0.0Sg ;说明排液嘴内径及排液长度仍然对测量精度有影响。排液嘴越靠近颈部顶端，越便于利用与排液嘴反向的容量器颈部位置向恒定体积量器内倾倒被测量物，并利用二次补充少量液体时把恒定体积量器上测量物冲到恒定体积量器底部。由于排液嘴水平长度超出定位器边缘，排液嘴边缘最低处最好略低于烧杯边缘，最终补充的多余液体能够排到对准排液嘴的烧杯里。
[0014]由于常用500ml和100ml烧杯高度为100_160mm，排液口最低端距离恒定体积量器底部以80-160mm为最优。
[0015]恒定体积量器可以根据需要做成任何体积。
[0016]恒定体积量器底部可以标有通过容量器中心点与排液嘴中分线的颜色鲜艳线段，方便恒定体积量器对位，使恒定体积量器每一次都可以放置于同一位置。
[0017]当恒定体积量器放置于固定位置时，容量一定是恒定的。发明人的试验证明，在液体为水(或者其它均质液体)情况下，恒定温度同一恒定体积量器多次用感量0.0Olg的天平称量，所有称量结果全部相同，多次计量结果之差为O。
[0018]为了方便恒定体积量器使用，体积较大的恒定体积量器可以在排液口垂直中分线处安装一个耳状把手。
[0019]恒定体积量器可以使用使用有机材料(如塑料)制成，也可以使用各种无机材料(玻璃，陶瓷，金属)制成。
[0020]恒定体积量器最好由透明、不容易变形并且耐高温的原材料制成，如石英(氧化硅)玻璃，水晶，纯氧化铝等制成，一一当然，就是非透明装置也不影响测量精度，但影响观感。
[0021]排液嘴端部高度低于容积部与排液嘴连通处高度，排液嘴最高处低于容积部最高处，这是恒定体积量器体积恒定的两个充分必要条件。
[0022](2)定位器:
[0023]定位器是一块面积大于恒定体积量器底部，类似于方形烟灰缸的板状物。定位器上有一个面积等于恒定体积测量器底部的定位系；定位系一般设计为有一定坡度的斜面凹槽；从定位器中心向定位系斜面凹槽最低处标一条射线，以使恒定体积量器排液口中分线与定位器上最低处的射线能够每次对准并重合，使恒定体积测量器每次都能够对准一个方向并且放于同一个位置，同时在移动恒定体积量器时保证液体不洒到恒定体积量器外面，保证密度测量的精确性。
[0024]定位器的作用是:固定同一恒定体积量器位置；保证恒定体积量器每次都放置于同一位置，移动恒定体积量器时无液体洒出量器，减小测量误差。
[0025]2.密度测量方法:
[0026]试验仪器:天平一台，感量按照测量密度要求精度配置，用于称量；玻璃烧杯若干，用于接排液嘴流出的液体或者向恒定体积量器中补充液体；编号2个及以上数量的王氏密度瓶，用于平行试验。玻璃棒一根，补充液体用；特定温度已经知道密度Pr的、与测量材料不相溶的液体r。
[0027]试验步骤:
[0028]I)定位:按照平行试验频次，把经过编号的王氏瓶放置于试验台固定位置。
[0029]2)加液称重:王氏瓶排液口中分线对准定位器射线放置，射线方向紧挨定位器放置一个高度低于壶嘴高度的烧杯，沿王氏瓶口部缓慢倒入液体，至排液嘴中有液体排出，静置，使液体中空气充分排出，将玻璃棒伸到排液口处，沿玻璃棒再次补充液体至液体从排液口流出。静置，使液体充分下流，将装满液体王氏瓶小心移至天平上，称重，记下天平读数A。倒掉三分之二以上液体备用。
[0030]3)装入测量物并加满液体称重:称重一定量被测量物m (质量单位g，一般m体积氺恒定体积测量器容量二分之一，被测量物最大直径也小于恒定体积量器颈部直径四分之三)，沿背离排液口方向颈壁把被测量物小心加入王氏密度瓶中，沿背离排液口方向颈壁补充适量液体，把粘挂在颈壁的被测量物冲入恒定体积量器底部，使液体能够完全浸泡住被测量材料，轻轻晃动恒定体积量器，排出气体，放到对应定位器上，沿王氏瓶□部缓慢倒入液体，至排液嘴中有液体排出，静置，使空气全部排出，沿伸至排液口处玻璃棒小心加入液体至有液体从排液口自然排出，静置，使液体充分下流，小心把装有测量物m及液体的王氏密度瓶移至天平上，称重，记下天平读数B。
[0031]4)计算测量物密度并取其平均数:
[0032]被测量物体积V= (A+m-B) /Pr
[0033]被测量物密度P = m/V
[0034]5)根据试验室温度(液体温度)修正测量物密度。
[0035]注:由于测量液体密度使用的密度计法是一种非常简单方便密度测量方法，使用王氏密度瓶测量液体密度方法就不具体介绍。基本步骤为:给王氏瓶编号并称重，标定王氏瓶在固定位置容量，按照要求频次装入测量液体并称重，计算被测量液体密度，温度修正。
[0036]实施效果:
[0037]本发明包括密度测量装置及密度测量方法。密度测量装置王氏密度瓶既简单又实用，适用于不同行业不同原材料密度测量，使用范围广，大大提高了各种材料表观密度的测量精度，缩短了密度测量时间。发明人使用王氏密度瓶的密度试验证明，在一定精度范围内，多次试验结果完全相同，几乎无误差。平行试验一致性非常好。
【主权项】
1.极小误差的密