一种湿密度测试装置的制作方法

本发明属于固体密度测试装置领域，具体涉及一种湿密度测试装置。

背景技术：

现代产品生产、加工和新材料的研究开发过程中，密度往往是需要频繁测量的一个关键物理参数，其对评估和改进产品或材料性能有重要参考价值。对于密度大于水的各类固体样品，传统密度测试装置多采用阿基米德排水法的原理计算样品的湿密度(样品体积不包含开放气孔，但包含封闭气孔)：测试时，先将样品置于浸没在水中的托盘上得到样品在水中的重量，然后根据公式(w0为样品在空气中的重量，w1为样品在水中的重量，ρ1为水的密度)求出样品的湿密度。由于许多固体样品的微结构中都含有开放孔洞，如果只是短时间在水中浸泡，无法有效排出内部开放孔洞中的空气，还需要进行水煮处理帮助得到较精确的湿密度。

因此，使用上述传统装置测量固体湿密度存在如下问题：

1、要准确得到样品湿密度，称量前需要自行对样品进行水煮预处理；

2、测量时需要手动将样品移入和移出水中托盘。为了得到更准确的密度值，将水煮后的样品移入托盘的过程中还需保持样品充分润湿，避免空气重新进入样品内的开放孔隙，这对操作人员要求较高，也增加了失误率。此外，如果样品不规则，移动操作难度会更大，引入人为误差的几率也会更高。

3、被测样品数量较多时，手动换样过程繁琐，操作人员技能水平和状态对测试结果的影响增大，容易引入更多误差，测试的一致性和可重复性也难以保证；

4、装置的测量组件加工精度及成本都较高。

可见，传统密度测试装置虽然具有普适性，但面对材料形状不规则，测试准确度要求较高或大批量测试时还存在许多不足之处。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题便是针对上述现有技术的不足，提供一种湿密度测试装置，是可以快速、准确测量环状或不规则块状样品湿密度的装置，不仅能弥补传统密度测量装置在提升单一样品湿密度测试精度及应对大批量样品密度测试时存在的不足，还能有效降低样品外形对测试操作的负面影响。

本发明所采用的技术方案是：一种湿密度测试装置，包括水槽、挂秤架、电子秤、称量盘、不规则样品盒、环状样品架、电阻加热器、注水组件和排水组件，所述挂秤架的两个架脚分别固定于水槽两相对的侧面顶部，所述挂秤架上设有与其相对滑动的连接，所述连接环通过连接绳与电子秤顶部连接，所述电子秤下方通过连接绳和挂钩与称量盘连接，所述不规则样品盒和环状样品架分别设置于水槽内侧壁靠近顶部的位置，所述电阻加热器设置于水槽内侧壁靠近底部的位置，所述注水组件和排水组件分别设置于水槽外侧壁靠近顶部和靠近底部的位置且与水槽内部连通。

其中一个实施例中，所述称量盘包括长方体形的托盘、顶部设有挂环的第一三脚架和顶部设有挂钩的第二三脚架，所述第二三脚架底部固定于托盘其中一侧面且与之一体成型，所述托盘与第二三脚架相对的侧面开有转轴通孔，所述第一三脚架的底杆侧面设有与转轴通孔匹配的转轴，所述转轴插入托盘转轴通孔内，所述第二三脚架的挂钩与第一三脚架的挂环连接。

其中一个实施例中，所述不规则样品盒包括顶部和其中一侧面开有开口的滑槽和设置于滑槽内且与滑槽内侧壁滑动的样品格，所述滑槽与开有开口的侧面相对的侧面设有连接通孔，所述样品格侧面设有穿过连接通孔且与其滑动的连杆，所述连杆远离样品格的一端穿过水槽侧壁。

其中一个实施例中，所述环状样品架包括固定于水槽内侧壁的固定座，所述固定座靠近水槽内部的一端设有横臂，所述横臂上滑动连接有推块，所述推块下方设有穿过水槽侧壁的推杆。

其中一个实施例中，所述注水组件包括与水槽内部连通的进水管和设置于进水管上的进水阀。

其中一个实施例中，所述排水组件包括与水槽内部连通的排水管和设置于排水管上的排水阀。

本发明的有益效果在于：

1、在测量固体样品湿密度时，将样品的水煮预处理环节与测试环节整合，减少样品转移环节，有效提高测试精度；

2、与传统测试设备相比，本发明针对样品外形特点设计了两类进样方式，优化了进样过程，避免了样品移动过程中有空气重新进入样品内部而降低湿密度计算结果的准确度；

3、测量多个样品时步骤简单，换样快捷，有效减少人为误差的产生几率，过程重复性好，测试结果一致性高；

4、装置结构简单，成本低，易加工。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2为本发明称量盘结构示意图；

图3为本发明称量盘主视图；

图4为本发明不规则样品盒结构示意图；

图5为本发明不规则样品盒滑槽结构示意图；

图6为本发明不规则样品盒样品格结构示意图；

图7为本发明环状样品架结构示意图；

图8为本发明采用不规则样品盒进样步骤一示意图；

图9为本发明采用不规则样品盒进样步骤二示意图；

图10为本发明采用不规则样品盒进样步骤三示意图；

图11为本发明采用环状样品架进样步骤一示意图；

图12为本发明采用环状样品架进样步骤二示意图；

图13为本发明采用环状样品架进样步骤三示意图。

图中：1、水槽；2、挂秤架；3、电子秤；4、称量盘；5、不规则样品盒；6、环状样品架；7、电阻加热器；8、注水组件；9、排水组件；41、托盘；42、第一三脚架；43、第二三脚架；44、转轴通孔；45、转轴；51、滑槽；52、样品格；53、连接通孔；54、连杆；61、固定座；62、横臂；63、推块；64、推杆。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1—图7所示，一种湿密度测试装置，包括水槽1、挂秤架2、电子秤3、称量盘4、不规则样品盒5、环状样品架6、电阻加热器7、注水组件8和排水组件9，所述挂秤架2的两个架脚分别固定于水槽1两相对的侧面顶部，所述挂秤架2上设有与其相对滑动的连接，所述连接环通过连接绳与电子秤3顶部连接，所述电子秤3下方通过连接绳和挂钩与称量盘4连接，所述不规则样品盒5和环状样品架6分别设置于水槽1内侧壁靠近顶部的位置，所述电阻加热器7设置于水槽1内侧壁靠近底部的位置，所述注水组件8和排水组件9分别设置于水槽1外侧壁靠近顶部和靠近底部的位置且与水槽1内部连通。

本实施例中，所述称量盘4包括长方体形的托盘41、顶部设有挂环的第一三脚架41和顶部设有挂钩的第二三脚架43，所述第二三脚架43底部固定于托盘41其中一侧面且与之一体成型，所述托盘41与第二三脚架43相对的侧面开有转轴通孔44，所述第一三脚架41的底杆侧面设有与转轴通孔44匹配的转轴45，所述转轴45插入托盘41转轴通孔44内，所述第二三脚架43的挂钩与第一三脚架42的挂环连接。

本实施例中，所述不规则样品盒5包括顶部和其中一侧面开有开口的滑槽51和设置于滑槽51内且与滑槽51内侧壁滑动的样品格52，所述滑槽51与开有开口的侧面相对的侧面设有连接通孔53，所述样品格52侧面设有穿过连接通孔53且与其滑动的连杆54，所述连杆54远离样品格52的一端穿过水槽1侧壁。

本实施例中，所述环状样品架6包括固定于水槽1内侧壁的固定座61，所述固定座61靠近水槽1内部的一端设有横臂62，所述横臂62上滑动连接有推块63，所述推块63下方设有穿过水槽1侧壁的推杆64。

本实施例中，所述注水组件8包括与水槽1内部连通的进水管和设置于进水管上的进水阀。

本实施例中，所述排水组件9包括与水槽1内部连通的排水管和设置于排水管上的排水阀。

本发明所述的测试装置包括以下两种测试情况：

1、采用不规则样品盒5进样的过程：

步骤一：如图8所示，已称量空气中重量w0的不规则样品置于不规则样品盒5的一格中；打开水槽1的注水组件8，注入纯水直至不规则样品盒5内的样品完全没入水中，并接通电阻加热器7的电源，待样品在沸水中煮透后关闭电阻加热器7电源；

步骤二：如图9所示，水平移动悬挂在挂秤架2上的电子秤3，使称量盘4位于不规则样品盒5开口端的下方，待称量盘4在水中静置后按电子秤3的“去皮”键使数值归零；推动不规则样品盒5的连杆54将不规则样品推入称量盘4，电子秤3此时的读数即为样品在水中的重量w1，根据公式可算出被测样品的湿密度；如果不规则样品盒5内有多个样品，再次用“去皮”键使电子秤3归零，然后继续将下一个样品推入托盘41，读取新的w1数值，并按上述公式计算第二个样品的湿密度，后续样品依次类推；

步骤三：如图10所示，测试完后松开称量盘4上第二三脚架43顶部的挂钩，手动使称量盘4沿着中部的转轴45翻转，使样品滑落至水槽1中。

2、采用环状样品架6进样的过程：

步骤一：如图11所示，已称量空气中重量w0的环状样品穿入环状样品架6的横臂62上；打开水槽1的注水组件8，注入纯水直至环状样品架6架上的样品完全没入水中，并接通电阻加热器7的电源，待样品在沸水中煮透后关闭电阻加热器7电源；

步骤二：如图12所示，水平移动悬挂在挂秤架2上的电子秤3，使称量盘4位于环状样品架6的横臂62末端的下方，待称量盘4在水中静置后按电子秤3的“去皮”键使数值归零；推动环状样品架6的推杆64将环状样品推入称量4，电子秤3此时的读数即为样品在水中的重量w1，根据公式可算出被测样品的湿密度；如果环状样品架6上有多个样品，再次用“去皮”键使电子秤归零，然后继续将下一个样品推入托盘41，读取新的w1数值，并按上述公式计算第二个样品的湿密度，后续样品依次类推；

步骤三：如图13所示，测试完后松开称量盘4上第二三脚架43顶部的挂钩，手动使称量盘4沿着中部的转轴45翻转，使样品滑落至水槽1中。

此外，当有不规则样品和环状样品同时进行测试时，上述两类过程可以根据需要在测试过程中交替进行。

以上所述实施例仅表达了本发明具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。