液体密度实时测量装置的制作方法

本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种液体密度实时测量装置。

背景技术：

目前基于阿基米德定律制成的浮子式液体密度测量装置在涉及到液体质量、体积、密度和流量计量的各个领域已经得到了广泛的应用，其工作原理是；测力传感器测量悬挂浮子吊线张力的方法，通过公式计算出液体密度。

现有的液体密度测量装置存在以下缺点：1、一般都是部分浸入水中，且体积较大，携带、使用都很不方便；2、附着在浮子表面的液体流动会对测量结果产生影响，如果不采取措施消除上述影响，使其应用在一些要求高准确度测量液体密度的场合受到限制。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能在动、静态下实时测量液体密度的装置，同时有效降低待测液体流动产生的测量误差。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种液体密度实时测量装置，包括传感器，所述传感器通过支撑杆与置于待测液体中的陶瓷浮力球相连，并安装固定在其上设有放置口的液体容器顶部，所述支撑杆垂直穿过所述放置口后与陶瓷浮力球固定连接；所述液体容器整体呈钟形且为三层结构，依次为处于最外层的第一层栅板、处于中间层的第二层栅板和处于最内层的第三层栅板，相邻两层栅板之间通过粘接剂连接，所述第一层栅板由多跟竖状排列的栅条构成，所述第二层栅板由多根横状排列的栅条构成，所述第三层栅板由多根棱形排列的栅条构成，第三层栅板的顶部凸设有带外螺纹的凸起；所述传感器的顶部罩有椭圆形固定架，所述固定架的内侧开设有与第三层栅板顶部外螺纹对应的内螺纹。

进一步地，所述第一层栅板、第二层栅板和第三层栅板上的栅条均由陶瓷制成。

进一步地，所述放置口贯穿第三层栅板后与其内腔连通。

进一步地，所述传感器采用现有技术中的天平式传感器，或者拉力式传感器，或者单一的传感器，或者由多个传感器组成的传感器组。

进一步地，所述栅板包裹着相邻内一层的栅板。

进一步地，所述陶瓷浮力球为带有壁厚的空心结构。

进一步地，所述支撑杆为硬质材料制作，底部悬空并与陶瓷浮力球顶部粘接在一起。

进一步地，所述传感器的引线通过固定架侧壁开设的通孔引出后连接外置的读数装置。

进一步地，所述第三层栅板的顶部带有外螺纹的凸起与第三层栅板为一体结构。

本发明的有益效果是：

本发明中配合使用的陶瓷栅板能打乱外部液体的流动对陶瓷浮力球形成的冲击，减弱液体流动对陶瓷浮力球的干扰，有效降低待测液体流动产生的测量误差，提高测量精度；通过采用传感器内的应变片发生弹性应变引起的电信号变化作为测量信号，使测量具有连续性和实时性；本装置只需在比重为1的水中标定，陶瓷浮力球在不同浓度液体中的浮力变化量，经传感器转换为电信号读出力的变化值，即可根据信号变化得出与水的相对比重，从而测得流动或静止状态下的液体浓度，数据处理简单有效；由于采用陶瓷材料，所以本装置耐腐蚀，耐候性好，同时本装置传感器为易拆装、易更换设计，因此通过定时更换即可解决灵敏度差的问题。

附图说明

图1是本发明液体密度实时测量装置的内部结构示意图。

图2是本发明液体密度实时测量装置的主视图。

图3是本发明液体密度实时测量装置的俯视图。

图4是本发明液体密度实时测量装置中第一层栅板的示意图。

图5是本发明液体密度实时测量装置中第二层栅板的示意图。

附图中标号为：1为传感器，2为固定架，3为第一层栅板，4为第二层栅板，5为第三层栅板，6为引线，7为支撑杆，8为陶瓷浮力球。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细描述。

实施例一

如图1~图5所示，液体密度实时测量装置，包括传感器1，所述传感器1通过支撑杆7与置于待测液体中的陶瓷浮力球8相连，并安装固定在其上设有放置口的液体容器顶部，所述支撑杆7垂直穿过所述放置口后与陶瓷浮力球8固定连接；所述液体容器整体呈钟形且为三层结构，依次为处于最外层的第一层栅板3、处于中间层的第二层栅板4和处于最内层的第三层栅板5，相邻两层栅板之间通过粘接剂连接，所述第一层栅板3由多跟竖状排列的栅条构成，所述第二层栅板4由多根横状排列的栅条构成，所述第三层栅板5由多根棱形排列的栅条构成，第三层栅板5的顶部凸设有带外螺纹的凸起；所述传感器1的顶部罩有椭圆形固定架2，所述固定架2的内侧开设有与第三层栅板5顶部外螺纹对应的内螺纹；第一层栅板3、第二层栅板4和第三层栅板5上的栅条均由陶瓷制成，放置口贯穿第三层栅板5后与其内腔连通；传感器1采用现有技术中的天平式传感器，或者拉力式传感器，或者单一的传感器，或者由多个传感器组成的传感器组；栅板包裹着相邻内一层的栅板，陶瓷浮力球8为带有壁厚的空心结构；支撑杆7为硬质材料制作，底部悬空并与陶瓷浮力球8顶部粘接在一起；传感器1的引线6通过固定架2侧壁开设的通孔引出后连接外置的读数装置；第三层栅板5的顶部带有外螺纹的凸起与第三层栅板5为一体结构。

测量液体浓度时，经过：

步骤一：首先将本装置在比重为1的水中标定，经过陶瓷浮力球8浸入水中后，陶瓷浮力球8作用在传感器1上的力，是重力与陶瓷浮力球8所受到浮力的合力，即：

f标称=g-f标浮

式中：f标称为本装置在水中标定时传感器1测得的重量值，g为常量即陶瓷浮力球8自身的重量，g=mg，f标浮=ρ水gv，ρ水为常量即水的密度，g为常量即重力加速度，v为常量即陶瓷浮力球8排开的水的体积，它等于陶瓷浮力球8的体积；

步骤二：标定完毕，将陶瓷浮力球8浸入待测液体后，陶瓷浮力球8作用在传感器1上的力，同样是重力与陶瓷浮力球8所受到浮力的合力，即：

f称=g-f浮

式中：f称为本装置在待测液体中传感器1测得的重量值，f浮=ρ液体gv，ρ液体为待测液体的密度，从而得出

f浮/f标浮=ρ液体gv/ρ水gv=（g-f称）/（g-f标称）

由以上公式得出，待测液体密度为：

ρ液体=（g-f称）ρ水/（g-f标称）。

以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，并非限制本发明的实施范围，故凡依本发明专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种液体密度实时测量装置，包括传感器，所述传感器通过支撑杆与置于待测液体中的陶瓷浮力球相连，并安装固定在其上设有放置口的液体容器顶部，所述支撑杆垂直穿过所述放置口后与陶瓷浮力球固定连接；所述液体容器整体呈钟形且为三层结构，所述第一层栅板由多跟竖状排列的栅条构成，所述第二层栅板由多根横状排列的栅条构成，所述第三层栅板由多根棱形排列的栅条构成。本发明实现了在动、静态下实时测量液体密度的目的，同时液体容器采用三层栅条结构有效降低待测液体流动产生的测量误差，提高了测量精度。

技术研发人员：史宇杰;梁昊明;史英;申福顺;董文波
受保护的技术使用者：安阳市能成农机设备销售有限公司
技术研发日：2017.11.27
技术公布日：2018.04.13