专利名称：一种测量粗金属锭含杂量的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及纯度检测技术领域，更具体地说，涉及一种测量粗金属锭含杂量的方 法及系统。
背景技术：
随着我国工业化的发展，对有色金属的需求量有增无减，然而，矿石资源的不可逆 性枯竭使得冶炼企业的生产原料越来越依赖于社会上可用的废金属的回收。对废旧有色金 属进行回收再利用，不仅可以在相当程度上解决国内有色金属矿山资源不足的问题，而且 有助于保护自然环境，减少有色金属生产和消费过程中对生态环境的影响和破坏，实现有 色金属工业的可持续发展。在对废旧有色金属的回收利用过程中，回收的废旧粗金属锭的含杂量直接关系到 冶炼企业的后续处理工作和生产成本，因此，对于一个企业来说，测量回收的粗金属锭的含 杂量成为亟待解决的问题。目前检测粗金属锭含杂量的方法是首先砸开有疑问的粗金属 锭进行察看，再结合抽样进行化验。在数量庞大的进货验收过程中，这种方法显得极其原始 而无力，毫无时效性，费时费力，特别是遇到恶意掺杂的情况，冶炼企业将蒙受巨大损失。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能够简单、方便、准确地测量出粗金属锭中 含杂量的方法及系统。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种测量粗金属锭含杂量的方法，该方法利用称重原理探测粗金属锭的含杂量， 预先由电子平台秤称出盛满水的容器的重量，然后测量时进行如下步骤将粗金属锭放入 位于电子平台秤上的容器中，并向容器中注水直至水从容器的溢流口溢出，此时读出电子 平台秤的第一次称重数；将粗金属锭从容器中取出，此时读出电子平台秤的第二次称重数； 由所述盛满水的容器的重量、第一次称重数和第二次称重数计算得出粗金属锭的含杂量。优选的，由所述盛满水的容器的重量、第一次称重数和第二次称重数计算得出粗 金属锭的含杂量，该步骤具体包括根据所述第一次称重数和第二次称重数计算得出粗金 属锭的重量；根据所述盛满水的容器的重量和第二次称重数计算得出粗金属锭的体积；根 据所述粗金属锭的重量和粗金属锭的体积计算得出粗金属锭的密度；将所述粗金属锭的密 度和标准纯度金属锭的密度进行比较，得出粗金属锭的含杂量。优选的，预先将盛满水的容器的重量输入到计算机，测量过程中将所述第一次称 重数和第二次称重数输入到计算机，通过运行计算机中的软件程序，计算得出粗金属锭的
含杂里o优选的，在容器的溢流口位置安装液位传感器，所述液位传感器用来感知容器内 的水位是否达到溢流口处；当液位传感器感应到容器内的水位达到溢流口处时，自动读出 电子平台秤上的示数并将所述示数输入到计算机。
本发明还提供了一种测量粗金属锭含杂量的系统，所述系统包括称重单元和计算 单元；所述称重单元用来称出容器和容器内水或粗金属锭的重量；所述计算单元用来根据 称重单元所称出的重量计算粗金属锭的含杂量。优选的，所述系统还包括感应单元，所述感应单元用来感应容器内的水位是否达 到溢流口处；当所述感应单元感应到容器内的水位达到溢流口处时，由称重单元自动称出
容器的重量。优选的，所述感应单元为液位传感器。由此可见，本发明的基本思想为利用称重原理进而转为求密度的方法来探测粗金 属锭的含杂量，利用盛满水的容器的重量、在容器中放入粗金属锭并注满水后容器的重量 和将粗金属锭取出后容器的重量三个重量值即可求出待测粗金属锭的密度，将所求得的粗 金属锭的密度和标准纯度的金属锭的密度进行比较，进而得出粗金属锭的含杂量。该方法 相比传统的砸开粗金属锭察看、抽样化验的方法来说，简单、方便，省时省力、易于操作，且 测量精度高。
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的 介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人 员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的一种测量粗金属锭含杂量的方法流程图；图2为本发明实施例提供的另一种测量粗金属锭含杂量的方法流程图；图3为本发明实施例提供的一种测量粗金属锭含杂量的系统示意图；图4为本发明实施例提供的另一种测量粗金属锭含杂量的系统示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本 发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护范围。粗金属锭中的掺杂物质有砖头、混凝土、煤、熔渣或铁等物质，鉴于这些杂质和重 金属间的密度有较大的差异，因此通过测量粗金属锭的密度即可测量出粗金属锭的含杂量。本发明实施例采用称重原理进而求出粗金属锭的密度的方法来探测粗金属锭的 含杂量。参考图1，为本发明实施例公开的一种测量粗金属锭含杂量的方法实施例1，在测 量之前，预先称出并记录盛满水的容器的重量，然后执行以下步骤步骤101 将粗金属锭放入位于电子平台秤上的容器中，并向容器中注水直至水 从容器的溢流口溢出，此时读出电子平台秤的第一次称重数。本发明实施例的出发点是从测量待测粗金属锭的重量出发转而求其密度。根据密 度的计算公式可知首先需要求出待测粗金属锭的质量和体积，粗金属锭的质量很容易从称 量其重量而得知，但是对于形状不规则的锭体来说，其体积不容易直接求出，因此需要通过
4间接的方法来测量出待测粗金属锭的体积。在测量开始之前首先应该称量出盛满水的容器的重量，所述盛满水的容器的重量 指的是往空容器中注水直至水从容器溢流口溢出时容器的重量；然后将待测的粗金属锭放 入盛满水的容器中。这里，所述容器应该足够大，大到容器里的水能够将锭体完全淹没。本 实施例中所述容器在上端设置有溢流口，所述溢流口用来保证容器内盛水体积为恒定值。 在粗金属锭放入盛满水的容器中时，容器的溢流口会有多余的水溢出，溢出水的体积即为 粗金属锭的体积，因此可通过求溢出水的体积间接得知锭体的体积。所述溢流口伸出电子 平台秤外面，这样溢出的水不会流到电子平台秤上面，减少称量时产生的显著误差。在容器上端还设置有水平仪，所述水平仪用来保证容器放置于水平状态，便于准 确测量粗金属锭的重量和体积。测量过程中可以先将粗金属锭放入空的或者装有少部分水 的容器中，然后再向容器中注水，直至有多余的水从容器的溢流口溢出，此时由电子平台秤 称出容器及其内粗金属锭和水的总重量，记录为第一次称重数。步骤102 将粗金属锭从容器中取出，此时读出电子平台秤的第二次称重数。将粗金属锭从盛满水的容器中取出，此时由电子平台秤称出容器和其内水的总重 量，记录为第二次称重数。在将粗金属锭从容器中取出时，应该等待其带出的水尽量滴落干 净且保证不使容器中的水洒出，这样能够减少不必要的误差，使得称量出的示数较为准确。 本实施例中用吊钩将粗金属锭从盛满水的容器中吊出，吊出的时候几乎没有水溢出容器。步骤103 由所述溢流时盛满水的容器的重量、第一次称重数和第二次称重数计 算得出粗金属锭的含杂量。根据已知的盛满水的容器的重量、以及上述两个步骤中称量出的第一次称重数和 第二次称重数即可根据相关公式计算得出粗金属锭的含杂量。具体计算过程为由第一次称重数减去第二次称重数得出粗金属锭的重量，所述重量除以重力加速 度得到粗金属锭的质量。由盛满水的容器的重量减去第二次称重数得出溢出水的重量，将溢出水的重量换 算成溢出水的质量，并根据已知的水的密度和密度公式求出溢出水的体积，所述溢出水的 体积即为粗金属锭的体积。根据上述两步骤中计算出的粗金属锭的质量和体积，利用密度公式求出粗金属锭 的密度。将所计算出来的粗金属锭的密度和标准纯度的金属锭的密度进行比较，从而得出 粗金属锭的含杂量。具体实施过程中，如果待测的是粗铅锭的含杂量，则只需将计算出的粗铅锭的密 度和标准铅锭体的密度进行比较，就可求出待测粗铅锭的含杂量。这里，各种纯金属的标准 锭体的密度都是已知的。由以上描述可知，本发明实施例采用一个电子平台秤和一个盛满水的容器，通过 上述简单器材就能称量出待测粗金属锭的质量，并可间接计算出粗金属锭的体积，从而得 出其密度，将所述计算出来的密度和标准纯度金属锭的密度进行比较，进一步得出粗金属 锭的含杂量。该方法简单、方便、易于操作，且能够较准确地测量出待测物体的含杂量。本发明利用称重原理进而转为求密度的方法来测量粗金属锭的含杂量。测量过程中计算粗金属锭的质量、体积和密度是必不可少的步骤，因此为了快速、方便地得出结果， 有必要通过软件程序的辅助来实现计算过程，下面详细介绍利用计算机中的软件程序来完 成该方法中的计算功能。参考图2，为本发明实施例所提供的一种测量粗金属锭含杂量的方法实施例2，在 测量之前，预先称出盛满水的容器的重量并将该重量数值输入到计算机的软件程序中，然 后执行以下步骤步骤201 将粗金属锭放入位于电子平台秤上的容器中，并向容器中注水直至水 从容器的溢流口溢出。本发明实施例中所述容器在其上端一侧设置有溢流口，所述溢流口伸出到电子平 台秤的外面，以保证从容器中溢流出来的水不会流到电子平台秤上，从而减少误差。所述容 器在高于溢流口的位置设置有水平仪，所述水平仪用来保证容器处于水平状态，减少测量 过程中出现的显著误差。步骤202 当溢流口处的液位传感器感应到容器内的水位达到溢流口处时，电子 平台秤自动称出第一次称重数，并将所述第一次称重数通过通讯串口输入到计算机的存储 器中。在容器的溢流口处设置有液位传感器，所述液位传感器用来感应容器内的水位是 否达到溢流口处，一旦感应则由电子平台秤自动称出此时的重量数，并通过和电子平台秤 连接的通讯串口将该数值传输到计算机的存储器中。通过设置液位传感器，可以实现自动 称重并传输第一次称重数的目的。本发明实施例中所述第一次称重数包括容器及其内粗金 属锭及水的总重量。步骤203 将粗金属锭从容器中取出，此时由电子平台秤称出第二次称重数，第二 次称重数经由通讯串口输入到计算机的另一个存储器中。本实施例中用吊钩将粗金属锭从容器中吊出，吊出过程中应该等待其带出的水尽 量滴落干净且保证不使容器中的水洒出。从容器中取出粗金属锭后，由电子平台秤称出第 二次称重数，该重量数为容器及其内水的总重量，将该重量数通过通讯串口输入到计算机 的另一个存储器中。步骤204 运行计算机的软件程序，测量出粗金属锭的含杂量。具体实施过程中，软件程序根据预先输入软件程序中盛满水的容器的重量和测量 过程中输入的第一次称重数和第二次称重数，通过执行程序，计算出待测粗金属锭的密度， 并将所计算出来的密度和预先输入程序中的标准纯度金属锭的密度进行比较，得出粗金属 锭的含杂量并将其显示出来。本实施例中预先在程序中设置一个含杂量上限，当运行程序得出某粗金属锭的含 杂量超过所述预设的含杂量上限时，软件程序通过控制逻辑功能发出报警信号，这样便于 人们挑选出不合格的粗金属锭体。而且，对于不同种类的粗金属锭，可以在程序运行之前，在软件程序中设置不同金 属的标准密度；对于粗金属锭的含杂量上限要求不同时，也可以同样在软件程序中设置含 杂量上限参数。这样能够灵活、方便地测量各种不同种类的粗金属锭，且能够满足不同的密 度偏差(含杂量)要求。本实施例相比上述实施例而言，设置有通讯串口将电子平台秤和计算机连接起来，在计算机的软件程序中预先输入待测金属的标准密度、含杂量上限要求和盛满水的容 器的重量，测量过程中由电子平台秤称出的第一次称重数和第二次称重数通过通讯串口输 入到计算机的存储器中，通过运行软件程序得出粗金属锭的含杂量，对于含杂量超标的情 况能发出报警信号。该方法用软件程序来实现计算功能，快速方便；且对于不同种类、不同 含杂量要求的情况，也能方便地设置不同的参数，通用性强。本发明还提供了一种测量粗金属锭含杂量的系统，参考图3，所述系统包括称重单 元31和计算单元32。其中，所述称重单元31用来称出容器和容器内水或粗金属锭的重量。本实施例中所述称重单元31包括电子平台秤33和容器34，所述容器34应该足 够大，大到在其内盛水时能够将待测粗金属锭完全淹没。所述容器34的上端设置有溢流口 34-a，所述溢流口 34-a伸出到电子平台秤33的外部；高于溢流口位置的另一侧设置有水平 仪 34-b。称量时所述容器34放置于电子平台秤33上，将待测粗金属锭35放入位于电子平 台秤33上的容器34内，向容器34中注水直至水36从容器34的溢流口 34_a溢出为止，此 时电子平台秤33称出第一次称重数，该称重数包括容器34和其内粗金属锭35及水36的 总重量。将粗金属锭35从容器34中取出，此时电子平台秤33称出第二次称重数，所述第 二次称重数包括容器34和其内水36的总重量。需要说明的是，在测量之前，应该提前用电子平台秤33称出盛满水的容器34的重 量，该重量值为固定值，视为常数，便于后续的计算。所述计算单元32用来根据称重单元31称出的重量计算粗金属锭的含杂量。所述计算单元32根据电子平台秤33称出的第一次称重数和第二次称重数，以及 提前称出的盛满水的容器34的重量，通过相关公式首先计算出粗金属锭35的密度，将所计 算出来的密度和标准纯度金属锭的密度进行比较，从而得出粗金属锭35的含杂量。所述计 算单元32可以为计算器或者别的电子计算产品。本实施例中由于所述称重单元31只包括电子平台秤33和容器34，且测量过程简 单、方便，易于操作，因此相比传统的测量系统要有很高的时效性，且测量精度高，稳定性和 可靠性好。跟方法实施例相对应，下面提供另一种测量粗金属锭含杂量的系统，参考图4，所 述系统在上述实施例的称重单元31中增加了一个感应单元37，且所述称重单元31由通讯 串口 38和计算单元32连接起来。本实施例中所述感应单元37为液位传感器，设置于所述容器34的溢流口 34_a 处，用来感应容器34内的水位是否达到溢流口 34-a处，如果感应到是，则由电子平台秤33 自动称出此时容器34所包含的重量，即为上述实施例中的第一次称重数。本实施例中所述计算单元32为计算机，在计算机32内安装有软件程序，所述软件 程序用来完成计算待测粗金属锭35的含杂量的功能。预先将盛满水的容器34的重量和标 准纯度金属锭的密度用键盘输入到计算机32的软件程序中，测量过程中由电子平台秤33 称出的第一次称重数和第二次称重数均实时由通讯串口 38输入到计算机32的存储器中。运行软件程序，根据输入到其内的数据和相应的逻辑功能计算得出粗金属锭35 的密度，将计算出的密度和标准纯度金属锭的密度相比较，得出粗金属锭35的含杂量。具体的计算步骤可参见方法实施例，由软件程序计算出待测粗金属锭35的重量、体积、密度 和含杂量均可显示在计算机32的显示器上。优选的，还可以预先在软件程序中输入粗金属锭35的含杂量上限，并增加相应的 逻辑控制内容，当计算单元32计算出某粗金属锭35的含杂量超过所述含杂量上限时，由计 算机发出报警信号。本实施例中通过计算机内的软件程序来完成相应的计算功能，这样使得测量过程 快速、准确，易于操作。且可以预先在软件程序中输入不同种类的金属锭的标准密度，还可 以输入不同的含杂量上限，因此该系统实施例通用性较强。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实 体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存 在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵 盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要 素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备
所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......，，限定的要素，并不排
除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。对于系统实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实 施例的部分说明即可。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件 说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以 不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的 需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不 付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
权利要求
一种测量粗金属锭含杂量的方法，其特征在于，利用称重原理探测粗金属锭的含杂量，预先由电子平台秤称出盛满水的容器的重量，测量时包括如下步骤将粗金属锭放入位于电子平台秤上的容器中，并向容器中注水直至水从容器的溢流口溢出，此时读出电子平台秤的第一次称重数；将粗金属锭从容器中取出，此时读出电子平台秤的第二次称重数；由所述盛满水的容器的重量、第一次称重数和第二次称重数计算得出粗金属锭的含杂量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由所述盛满水的容器的重量、第一次称重 数和第二次称重数计算得出粗金属锭的含杂量，该步骤具体包括根据所述第一次称重数和第二次称重数计算得出粗金属锭的重量； 根据所述盛满水的容器的重量和第二次称重数计算得出粗金属锭的体积； 根据所述粗金属锭的重量和粗金属锭的体积计算得出粗金属锭的密度； 将所述粗金属锭的密度和标准纯度金属锭的密度进行比较，得出粗金属锭的含杂量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，预先将盛满水的容器的重量输入到计算 机，测量过程中将所述第一次称重数和第二次称重数输入到计算机，通过运行计算机中的 软件程序，计算得出粗金属锭的含杂量。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在容器的溢流口位置安装液位传感器，所 述液位传感器用来感应容器内的水位是否达到溢流口处；当所述液位传感器感应到容器内 的水位达到溢流口处时，自动读出电子平台秤上的示数并将所述示数输入到计算机。
5.一种测量粗金属锭含杂量的系统，其特征在于，包括称重单元和计算单元； 其中所述称重单元用来称出容器和容器内水或粗金属锭的重量； 所述计算单元用来根据称重单元所称出的重量计算粗金属锭的含杂量。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括感应单元，所述感应单元用来感应 容器内的水位是否达到溢流口处；当所述感应单元感应到容器内的水位达到溢流口处时， 由称重单元自动称出容器的重量。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述感应单元为液位传感器。
全文摘要
本发明公开了一种测量粗金属锭含杂量的方法及系统。所述方法利用称重原理探测粗金属锭的含杂量，预先由电子平台秤称出盛满水的容器的重量，测量时包括如下步骤将粗金属锭放入位于电子平台秤上的容器中，并向容器中注水直至水从容器的溢流口溢出，此时读出电子平台秤的第一次称重数；将粗金属锭从容器中取出，此时读出电子平台秤的第二次称重数；由所述盛满水的容器的重量、第一次称重数和第二次称重数计算得出粗金属锭的含杂量。通过本发明所提供的方法和系统，能够简单、方便、准确地测量出粗金属锭的含杂量，且本发明适用于不同种类的粗金属锭，通用性较强。
文档编号G01N9/36GK101852709SQ201010188020
公开日2010年10月6日 申请日期2010年5月26日 优先权日2010年5月26日
发明者彭宇, 彭炫, 曹王剑, 谢平根, 邓灿烂, 魏文武 申请人:长沙元宇仪表自动化科技开发有限公司;株洲冶炼集团股份有限公司