[实用新型]非接触式固体物质密度检测仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种任意形状固体材料密度测量装置，具体是非接触式不受测试液体限制的固体物质密度测量装置。

背景技术

密度是一个很重要的物理量，很多领域都有着重要利用价值。对于测量固体物质的密度有很多种测量方式，例如放射性原理测量法，微波技术测量法和阿基米德测量法。比较常用的是阿基米德间接测量法，但是该方法有着很大的缺陷和不足，就是被测物质必须要和测试用的液体相接触。

根据密度计算公式：关键要准确的测出固体物质的质量和体积。对于固体质量的测定，可以通过目前市场上的称重传感器进行测量，而对于不规则固体物质的体积，无法进行直接测得，一般是采用直接排液体的方法进行测量。而CN2807247Y公开的固体密度测试仪所采用的排水法，由于被测物和测试用的液体要直接接触，因此不能保证其测量的准确性。对于一些固体物质，一方面有可能和测试所用的该液体发生化学反应，给测试结果带来较大的误差。另一方面也很有可能该固体物质会吸收该种液体，致使固体体积发生一定规模的膨胀，给测量结果带来较大的误差。在自动化仪表学报上发表的一篇题为《一种新的不规则实体密度测量方法研究》论文采用的气体压差的方法虽然实现了非接触式测量，但是目前的压力传感器的灵敏度和精度不高，其测量误差为：10%FS，致使测量结果误差较大。

发明内容

本实用新型的目的就在于克服上述现有技术的不足，提供一种不受测试液体限制的非接触式固体物质测量装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

非接触式固体物质密度检测仪，是由气体压缩器13通过管线与固体物质盛放容器1连接，固体物质盛放容器1通过硬质导管4、阀门5和密闭盛水容器2与敞口盛水容器3连接，敞口盛水容器3底端装有第二称重传感器7，第二称重传感器7经测量电路14与固体物质盛放容器1底部装有的第一称重传感器6连接构成。

所述的测量电路14是由液晶显示12和接口电路分别经单片机11和模块10分别连接第一放大器8和第二放大器9构成，系统电源分别给各个模块供电。

本方案用到了两个传感器，一个是用来测固体质量的第一称重传感器6，另一个是用来测量敞口盛水容器3中水质量的第二称重传感器7。

固体物质盛放容器1底部的第一称重传感器6用于测量固体物质的重量，测得的模拟量通过数据线传送到第一放大器8放大，之后经过AD7705模块10进行模数转换，转换后的数据传送到单片机11并通过LCD显示屏12显示。

敞口盛水容器3的底部的第二称重传感器7用于检测该容器内水的重量的变化，测得的数据依次经过第二放大器9、AD7705模块10和单片机11，并通过LCD显示屏12显示。

气体压缩器13与固体物质盛放容器1相连，固体物质盛放容器1通过带有阀门5的硬质导管4和密闭盛水容器2的顶部相连。密闭盛水容器2和敞口盛水容器3盛有相同高度的水位，并在中部通过软管进行连通。

有益效果：在对固体物质体积的间接测量中，是将容器内气压的变化转变为容器中水的重力的变化，只要在实心固体物质盛放容器的压力承受范围内，适当加大实心固体物质盛放容器的初始气压，便可以很好地提高测量准精度。全可以对任意形状，任何实心的固体物质的密度进行无损伤测量。克服了阿基米德直接排水法所带来的对被测物的损伤和由此造成的误差。完由于排除了测试液体和压力传感器精度不够高所带来的误差，使得测得的结果更加准确。仪器结构简单，测量方法简单，迅速，测量精确，操作方便。

附图说明

附图1是非接触式固体物质密度检测仪结构图

附图2是附图1的检测电路结构框图

附图3是整体人机界面实施电路图

附图4是A/D硬件电路实施电路图

附图5是单片机系统实施电路图

附图6是放大器设计电路图

附图7是称重传感器桥式电路

1固体物质盛放容器，2密闭盛水容器，3敞口盛水容器，4硬质导管，5阀门，6第一压力传感器，7第二称重传感器，8第一放大器，9第二放大器，10AD模块，11单片机，12液晶显示，13气体压缩器，14测量电路

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细描述：

本实用新型是利用被测物在规定容器内所占的体积，当通入一定量的气体时，通过气体对排出水的体积大小间接测得被测物的体积，质量则是直接通过称重传感器测得，根据密度公式：便可求得物质密度。