一種用于測(cè)量固體密度的測(cè)定儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及測(cè)定儀技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于測(cè)量固體密度的測(cè)定儀。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的固體密度測(cè)量方法包括:先用天平稱(chēng)出固體的質(zhì)量，然后將固體放入一個(gè)預(yù)先準(zhǔn)備好裝滿(mǎn)某種液體，排液孔外接有一個(gè)空量筒，根據(jù)所排液體的體積測(cè)出固體體積。固體的密度就是土體質(zhì)量除以固體的體積。在整個(gè)過(guò)程中，由于在測(cè)量土體的質(zhì)量后，將固體放入排液桶的過(guò)程中，有可能會(huì)有少量土體遺失從而造成操作誤差較大，并且，由于涉及數(shù)值計(jì)算，出錯(cuò)的概率也比較高。
[0003]另一種方式是采用固體密度測(cè)量?jī)x測(cè)量固體密度，其原理是通過(guò)浮力與密度計(jì)算公式的推導(dǎo)與變換形成等式。其典型過(guò)程是，首先利用高精密固體分析天平分別計(jì)算出待測(cè)樣品在空氣中的重量1和在水中之重量12，水的密度默認(rèn)為P7X= 1，通過(guò)％@ = V#7X建立等式，即可計(jì)算出樣品的密度值:P = l/M-W^P 7X。此方法的缺點(diǎn)是被測(cè)固體需要浸潤(rùn)到水(或其他液體)中，這增加了清理的難度，而且不適用于可溶性的固體的測(cè)試。同時(shí)，由于需要分別測(cè)試固體和液體中的質(zhì)量，操作較復(fù)雜，耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，通常需要幾分鐘時(shí)間。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種用于測(cè)量固體密度的測(cè)定儀，包括相互耦合的數(shù)據(jù)檢測(cè)部和密度呈現(xiàn)部；
[0005]所述數(shù)據(jù)檢測(cè)部包括:
[0006]天平；
[0007]旋轉(zhuǎn)臺(tái)，固定于所述天平的上部；
[0008]三維掃描儀，通過(guò)固定支架與所述天平固定，朝向所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)置，所述固定支架一端固定于所述天平外側(cè)壁處，另一端垂直向上延伸，以固定所述三維掃描儀。
[0009]由上，天平檢測(cè)待測(cè)固體的質(zhì)量，三維掃描儀通過(guò)旋轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)采集到待測(cè)固體的三維形貌，最終由密度呈現(xiàn)部依據(jù)質(zhì)量數(shù)據(jù)和三維形貌數(shù)據(jù)計(jì)算出待測(cè)固體的密度，采用非接觸的方式直接測(cè)定固體密度，方便快捷。
[0010]可選的，所述天平包括一殼體，殼體內(nèi)部包括相互電連接的稱(chēng)重傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。
[0011 ] 可選的，所述稱(chēng)重傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊安裝于所述殼體內(nèi)部底板處。
[0012]由上，將所檢測(cè)的待測(cè)固體的質(zhì)量傳輸至密度呈現(xiàn)部。
[0013]可選的，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)包括:齒輪箱，固定于所述稱(chēng)重傳感器的頂部；
[0014]電機(jī)，固定于所述齒輪箱側(cè)壁；
[0015]傳動(dòng)部件，固定于所述齒輪箱上部；
[0016]平臺(tái)，固定于所述傳動(dòng)部件上部；
[0017]所述電機(jī)的動(dòng)力輸出端與所述齒輪箱傳動(dòng)連接，所述齒輪箱通過(guò)所述傳動(dòng)部件帶動(dòng)所述平臺(tái)旋轉(zhuǎn)。
[0018]由上，一方面可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，另一方面當(dāng)待測(cè)固定放置在平臺(tái)上以后，使得天平檢測(cè)其質(zhì)量。
[0019]可選的，所述天平的殼體內(nèi)部還包括啟?？刂蒲b置，分別與所述稱(chēng)重傳感器和所述電機(jī)電連接。
[0020]由上，當(dāng)稱(chēng)重傳感器檢測(cè)到待測(cè)物體后，便可通知啟停控制裝置啟動(dòng)電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)過(guò)程的自動(dòng)化。
[0021]可選的，數(shù)據(jù)檢測(cè)部和密度呈現(xiàn)部的所述耦合方式包括:串口通信耦合、網(wǎng)口通信耦合和/或W1-Fi通信耦合。
[0022]可選的，所述密度呈現(xiàn)部至少包括以下之一:臺(tái)式計(jì)算機(jī)和手持式智能終端。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型的原理示意圖；
[0024]圖2為精密天平以及旋轉(zhuǎn)臺(tái)的分解示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面參照附圖對(duì)本實(shí)用新型所述的用于測(cè)量固體密度的測(cè)定儀的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0026]如圖1所示，本實(shí)用新型所述用于測(cè)量固體密度的測(cè)定儀包括數(shù)據(jù)檢測(cè)部和密度呈現(xiàn)部20。
[0027]所述數(shù)據(jù)檢測(cè)部由下至上依次包括精密天平11、旋轉(zhuǎn)臺(tái)12、固定支架13和三維掃描儀14。
[0028]所述精密天平11和旋轉(zhuǎn)臺(tái)12均為圓盤(pán)結(jié)構(gòu)。如圖2所示，所述精密天平11包括一圓盤(pán)狀外殼，殼體內(nèi)部包括相互電連接的稱(chēng)重傳感器111和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊112，還包括向上述裝置供電的供電單元113。所述稱(chēng)重傳感器111、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊112和供電單元113可通過(guò)固定件(未圖示)固定于精密天平11殼體內(nèi)部的底板處。
[0029]所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)12包括齒輪箱121，電機(jī)122，傳動(dòng)部件123以及平臺(tái)124。所述電機(jī)122安裝于所述齒輪箱121的側(cè)壁，所述傳動(dòng)部件123可轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝于所述齒輪箱121頂部，所述平臺(tái)124與傳動(dòng)部件123卡和固定，以使平臺(tái)124可以隨傳動(dòng)部件123同步旋轉(zhuǎn)。電機(jī)122的輸出端與所述齒輪箱連接，齒輪箱121通過(guò)所述傳動(dòng)部件123帶動(dòng)平臺(tái)124旋轉(zhuǎn)。
[0030]所述齒輪箱121底部可通過(guò)固定件(未圖示)與稱(chēng)重傳感器111固定。從而當(dāng)平臺(tái)124上放置待測(cè)固體時(shí)，將待測(cè)固體的重量經(jīng)過(guò)平臺(tái)124、傳動(dòng)部件123、齒輪箱121，最終被稱(chēng)重傳感器111所檢測(cè)。
[0031]進(jìn)一步的，精密天平11內(nèi)部還包括一啟?？刂蒲b置(未圖示)，分別與所述稱(chēng)重傳感器111和所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)12內(nèi)部的電機(jī)122連接。當(dāng)稱(chēng)重傳感器111檢測(cè)到待測(cè)固體時(shí)，向啟停控制裝置發(fā)送一觸發(fā)信號(hào)(例如高、低電平)，由啟停控制裝置控制電機(jī)122開(kāi)始工作。相應(yīng)的，稱(chēng)重傳感器111檢測(cè)到待測(cè)固體離開(kāi)時(shí)，同樣向啟停控制裝置發(fā)送一觸發(fā)信號(hào)，由啟?？刂蒲b置控制電機(jī)122停止工作。
[0032]所述啟停控制裝置可通過(guò)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。進(jìn)一步的，所述啟?？刂蒲b置還可通過(guò)串口通信、網(wǎng)口通信或W1-Fi通信等方式與所述密度呈現(xiàn)部20耦合，接收由密度呈現(xiàn)部20下達(dá)的指令，以對(duì)所述電機(jī)122進(jìn)行啟?？刂?。
[0033]在所述精密天平底座11的外側(cè)壁處，垂直向上延伸出一固定支架13，在所述固定支架13的頂部安裝三維掃描儀14。
[0034]密度呈現(xiàn)部20分別與所述稱(chēng)重傳感器111和三維掃描儀14耦合，用于接收上述二者所采集的數(shù)據(jù)，以計(jì)算待測(cè)固體的密度。本實(shí)施例中，所述密度呈現(xiàn)部20可通過(guò)臺(tái)式計(jì)算機(jī)或是智能手機(jī)或PAD等手持式智能終端實(shí)現(xiàn)。
[0035]所述密度呈現(xiàn)部20與所述稱(chēng)重傳感器111和三維掃描儀14的耦合包括有線連接，例如采用串口通信或網(wǎng)口通信等方式；還包括無(wú)線通信，例如W1-Fi通信等，當(dāng)采用W1-Fi通信時(shí)，相應(yīng)的，在精密天平11以及三維掃描儀14內(nèi)部還設(shè)置有W1-Fi通信模塊。
[0036]下面描述本實(shí)用新型所述用于測(cè)量固體密度的測(cè)定儀的工作原理。
[0037]待測(cè)固體放置到精密天平11后，稱(chēng)重傳感器111檢測(cè)待測(cè)固體的質(zhì)量，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊112將所采集的模擬信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后，通過(guò)串口、網(wǎng)口或W1-Fi通信模塊發(fā)送至密度呈現(xiàn)部20 ;另一方面，當(dāng)稱(chēng)重傳感器111檢測(cè)到有物體進(jìn)行測(cè)量時(shí)，觸發(fā)啟?？刂蒲b置。
[0038]啟?？刂蒲b置控制旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的電機(jī)122開(kāi)啟，通過(guò)旋轉(zhuǎn)臺(tái)12的轉(zhuǎn)動(dòng)使得三維掃描儀14可以對(duì)待測(cè)固定進(jìn)行360°掃描，所掃描的數(shù)據(jù)最終通過(guò)串口、網(wǎng)口或W1-Fi通信模塊發(fā)送至密度呈現(xiàn)部20。
[0039]密度呈現(xiàn)部20接收對(duì)接收到的三維掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接等處理后，可以得到被測(cè)固體的三維形貌，進(jìn)而計(jì)算出被測(cè)固體的體積，進(jìn)一步的，依據(jù)質(zhì)量、體積和密度之間的計(jì)算公式便可獲知被測(cè)固體的密度。上述計(jì)算過(guò)程屬于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型無(wú)意保護(hù)。
[0040]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，例如，密度呈現(xiàn)部20中還包括存儲(chǔ)單元(未圖示)，可用于存儲(chǔ)不同被測(cè)固體的質(zhì)量、體積、密度以及三維形貌信息，方便后續(xù)的查閱。又例如，如果被測(cè)固體是由兩種已知密度的組分組成的混合物，如礦石、合金等，可以輸入兩種組分各自的密度，并根據(jù)測(cè)量得到的被測(cè)樣品的密度值，自動(dòng)計(jì)算出各個(gè)組分的含量。總之，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于測(cè)量固體密度的測(cè)定儀，其特征在于，包括相互耦合的數(shù)據(jù)檢測(cè)部和密度呈現(xiàn)部； 所述數(shù)據(jù)檢測(cè)部包括: 天平； 旋轉(zhuǎn)臺(tái)，固定于所述天平的上部； 三維掃描儀，通過(guò)固定支架與所述天平固定，朝向所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)置，所述固定支架一端固定于所述天平外側(cè)壁處，另一端垂直向上延伸，以固定所述三維掃描儀。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定儀，其特征在于，所述天平包括一殼體，殼體內(nèi)部包括相互電連接的稱(chēng)重傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)定儀，其特征在于，所述稱(chēng)重傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊安裝于所述殼體內(nèi)部底板處。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)定儀，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)包括:齒輪箱，固定于所述稱(chēng)重傳感器的頂部； 電機(jī)，固定于所述齒輪箱側(cè)壁； 傳動(dòng)部件，固定于所述齒輪箱上部； 平臺(tái)，固定于所述傳動(dòng)部件上部； 所述電機(jī)的動(dòng)力輸出端與所述齒輪箱傳動(dòng)連接，所述齒輪箱通過(guò)所述傳動(dòng)部件帶動(dòng)所述平臺(tái)旋轉(zhuǎn)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)定儀，其特征在于，所述天平的殼體內(nèi)部還包括啟?？刂蒲b置，分別與所述稱(chēng)重傳感器和所述電機(jī)電連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定儀，其特征在于，數(shù)據(jù)檢測(cè)部和密度呈現(xiàn)部的所述耦合方式包括:串口通信耦合、網(wǎng)口通信耦合和/或W1-Fi通信耦合。7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的測(cè)定儀，其特征在于，所述密度呈現(xiàn)部至少包括以下之一:臺(tái)式計(jì)算機(jī)和手持式智能終端。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提出了一種用于測(cè)量固體密度的測(cè)定儀，包括相互耦合的數(shù)據(jù)檢測(cè)部和密度呈現(xiàn)部；所述數(shù)據(jù)檢測(cè)部包括：天平；旋轉(zhuǎn)臺(tái)，固定于所述精密天平的上部；三維掃描儀，通過(guò)固定支架與所述精密天平固定，朝向所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)置，所述固定支架一端固定于所述精密天平外側(cè)壁處，另一端垂直向上延伸，以固定所述三維掃描儀。由上，精密天平檢測(cè)待測(cè)固體的質(zhì)量，三維掃描儀通過(guò)旋轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)采集到待測(cè)固體的三維形貌，最終由密度呈現(xiàn)部依據(jù)質(zhì)量數(shù)據(jù)和三維形貌數(shù)據(jù)計(jì)算出待測(cè)固體的密度，采用非接觸的方式直接測(cè)定固體密度，方便快捷。
【IPC分類(lèi)】G01N9/02
【公開(kāi)號(hào)】CN204988939
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520611539
【發(fā)明人】張曉昊, 李鋒, 逯金重
【申請(qǐng)人】北京九州神盾科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年8月13日