[发明专利]基于抗磁悬浮原理的离心式密度测量装置及方法

说明书

一种测量计量技术领域的基于抗磁悬浮原理的离心式密度测量装置及方法，包括：磁场产生装置、测量箱、旋转装置和图像采集控制装置，其中：测量箱外表面在垂直与水平方向上设置有刻度线，测量箱设置于磁场产生装置内，磁场产生装置和图像采集控制装置设置于旋转装置的旋转平面上且图像采集控制装置与测量箱对应设置，图像采集控制装置采集测量箱的图像信息并向旋转装置输出转速控制信息。本发明通过旋转离心式动态测量方法缩短了测量时间，且在不改变溶液浓度与外界磁场分布的条件下，通过调节电机转速与旋转离心半径，实现测量灵敏度的调节。

技术领域

本发明涉及的是一种测量计量领域的技术，具体是一种基于抗磁悬浮原理的离心式密度测量装置及方法。

背景技术

密度作为物质的基本物理属性之一，其测量在生物、医疗、物理、化工、食品等领域有着广泛的应用。目前，密度测量的方式主要包括天平称量、比重计、密度梯度计、悬浮微通道梯度计、磁悬浮平衡计等。然而，这些方法通常价格较高、不便于操作、耗时长、测量过程复杂，且不易测量密度较小、形状不规则的物质。

随着抗磁悬浮技术的不断发展，基于抗磁悬浮技术物质密度测量方法，通过悬浮高度的测量实现了物质密度测量，具有操作简单、便于携带的特点。但这种测量方式测量耗时较长，且在不改变磁场装置及溶液浓度的前提下，不能继续提高测量的灵敏度。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种基于抗磁悬浮原理的离心式密度测量装置及方法，通过旋转离心式动态测量方法缩短了测量时间，同时在不改变溶液浓度与外界磁场分布的条件下，通过调节电机转速与旋转离心半径，实现测量灵敏度的调节。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种基于抗磁悬浮原理的离心式密度测量装置，包括：磁场产生装置、测量箱、旋转装置和图像采集控制装置，其中：测量箱外表面在垂直与水平方向上设置有刻度线，测量箱设置于磁场产生装置内，磁场产生装置和图像采集控制装置设置于旋转装置的旋转平面上且图像采集控制装置与测量箱对应设置，图像采集控制装置采集测量箱的图像信息并向旋转装置输出转速控制信息。

所述的磁场产生装置包括：平行设置的两块支撑板、框架连接柱、第一固定磁场发生单元、第二固定磁场发生单元、第三固定磁场发生单元和第四固定磁场发生单元，其中：平行设置的两块支撑板通过框架连接柱固定形成支撑框架，第一固定磁场发生单元、第二固定磁场发生单元、第三固定磁场发生单元和第四固定磁场发生单元分别与支撑框架固定连接，且第一固定磁场发生单元与第二固定磁场发生单元沿竖直方向磁化，且同名磁极上下相对设置，第四固定磁场发生单元与第三固定磁场发生单元沿水平方向磁化，且同名磁极左右相对设置，第一固定磁场发生单元与第三固定磁场发生单元异名磁极相邻。

所述的第一固定磁场发生单元、第二固定磁场发生单元、第三固定磁场发生单元和第四固定磁场发生单元中优选设有永磁铁或其他能够产生恒定磁场的装置。

所述的永磁铁的几何形状、尺寸和磁性能牌号均相同。

所述的旋转装置包括：框架支撑板、电机安装板、电机、联轴器、连接轴、轴承、轴承安装板、旋转圆盘和安装圆盘，其中：电机安装板和轴承安装板设置于框架支撑板上，电机设置于电机安装板上，电机与连接轴通过联轴器连接传递旋转运动，轴承设置于轴承安装板上，连接轴与轴承采用过渡配合，连接轴末端与旋转圆盘相连并传递旋转运动，旋转圆盘与安装圆盘相连并传递旋转运动。

所述的安装圆盘上对称设有两行等间距的螺纹孔，同一行相邻两个螺纹孔孔间距为d；所述的第二固定磁场发生单元与安装圆盘通过螺纹连接固定。

所述的图像采集控制装置包括但不限于：图像采集装置和与之相连的计算机，其中：图像采集装置在水平方向上对准测量箱上水平位置刻度线。

本发明涉及一种基于上述装置测量抗磁性颗粒密度的方法，包括以下步骤：