本發(fā)明屬于固體密度測試裝置領域，具體涉及一種濕密度測試裝置。

背景技術：

現(xiàn)代產(chǎn)品生產(chǎn)、加工和新材料的研究開發(fā)過程中，密度往往是需要頻繁測量的一個關鍵物理參數(shù)，其對評估和改進產(chǎn)品或材料性能有重要參考價值。對于密度大于水的各類固體樣品，傳統(tǒng)密度測試裝置多采用阿基米德排水法的原理計算樣品的濕密度(樣品體積不包含開放氣孔，但包含封閉氣孔)：測試時，先將樣品置于浸沒在水中的托盤上得到樣品在水中的重量，然后根據(jù)公式(w0為樣品在空氣中的重量，w1為樣品在水中的重量，ρ1為水的密度)求出樣品的濕密度。由于許多固體樣品的微結構中都含有開放孔洞，如果只是短時間在水中浸泡，無法有效排出內(nèi)部開放孔洞中的空氣，還需要進行水煮處理幫助得到較精確的濕密度。

因此，使用上述傳統(tǒng)裝置測量固體濕密度存在如下問題：

1、要準確得到樣品濕密度，稱量前需要自行對樣品進行水煮預處理；

2、測量時需要手動將樣品移入和移出水中托盤。為了得到更準確的密度值，將水煮后的樣品移入托盤的過程中還需保持樣品充分潤濕，避免空氣重新進入樣品內(nèi)的開放孔隙，這對操作人員要求較高，也增加了失誤率。此外，如果樣品不規(guī)則，移動操作難度會更大，引入人為誤差的幾率也會更高。

3、被測樣品數(shù)量較多時，手動換樣過程繁瑣，操作人員技能水平和狀態(tài)對測試結果的影響增大，容易引入更多誤差，測試的一致性和可重復性也難以保證；

4、裝置的測量組件加工精度及成本都較高。

可見，傳統(tǒng)密度測試裝置雖然具有普適性，但面對材料形狀不規(guī)則，測試準確度要求較高或大批量測試時還存在許多不足之處。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題便是針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種濕密度測試裝置，是可以快速、準確測量環(huán)狀或不規(guī)則塊狀樣品濕密度的裝置，不僅能彌補傳統(tǒng)密度測量裝置在提升單一樣品濕密度測試精度及應對大批量樣品密度測試時存在的不足，還能有效降低樣品外形對測試操作的負面影響。

本發(fā)明所采用的技術方案是：一種濕密度測試裝置，包括水槽、掛秤架、電子秤、稱量盤、不規(guī)則樣品盒、環(huán)狀樣品架、電阻加熱器、注水組件和排水組件，所述掛秤架的兩個架腳分別固定于水槽兩相對的側面頂部，所述掛秤架上設有與其相對滑動的連接，所述連接環(huán)通過連接繩與電子秤頂部連接，所述電子秤下方通過連接繩和掛鉤與稱量盤連接，所述不規(guī)則樣品盒和環(huán)狀樣品架分別設置于水槽內(nèi)側壁靠近頂部的位置，所述電阻加熱器設置于水槽內(nèi)側壁靠近底部的位置，所述注水組件和排水組件分別設置于水槽外側壁靠近頂部和靠近底部的位置且與水槽內(nèi)部連通。

其中一個實施例中，所述稱量盤包括長方體形的托盤、頂部設有掛環(huán)的第一三腳架和頂部設有掛鉤的第二三腳架，所述第二三腳架底部固定于托盤其中一側面且與之一體成型，所述托盤與第二三腳架相對的側面開有轉軸通孔，所述第一三腳架的底桿側面設有與轉軸通孔匹配的轉軸，所述轉軸插入托盤轉軸通孔內(nèi)，所述第二三腳架的掛鉤與第一三腳架的掛環(huán)連接。

其中一個實施例中，所述不規(guī)則樣品盒包括頂部和其中一側面開有開口的滑槽和設置于滑槽內(nèi)且與滑槽內(nèi)側壁滑動的樣品格，所述滑槽與開有開口的側面相對的側面設有連接通孔，所述樣品格側面設有穿過連接通孔且與其滑動的連桿，所述連桿遠離樣品格的一端穿過水槽側壁。

其中一個實施例中，所述環(huán)狀樣品架包括固定于水槽內(nèi)側壁的固定座，所述固定座靠近水槽內(nèi)部的一端設有橫臂，所述橫臂上滑動連接有推塊，所述推塊下方設有穿過水槽側壁的推桿。

其中一個實施例中，所述注水組件包括與水槽內(nèi)部連通的進水管和設置于進水管上的進水閥。

其中一個實施例中，所述排水組件包括與水槽內(nèi)部連通的排水管和設置于排水管上的排水閥。

本發(fā)明的有益效果在于：

1、在測量固體樣品濕密度時，將樣品的水煮預處理環(huán)節(jié)與測試環(huán)節(jié)整合，減少樣品轉移環(huán)節(jié)，有效提高測試精度；

2、與傳統(tǒng)測試設備相比，本發(fā)明針對樣品外形特點設計了兩類進樣方式，優(yōu)化了進樣過程，避免了樣品移動過程中有空氣重新進入樣品內(nèi)部而降低濕密度計算結果的準確度；

3、測量多個樣品時步驟簡單，換樣快捷，有效減少人為誤差的產(chǎn)生幾率，過程重復性好，測試結果一致性高；

4、裝置結構簡單，成本低，易加工。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結構示意圖；

圖2為本發(fā)明稱量盤結構示意圖；

圖3為本發(fā)明稱量盤主視圖；

圖4為本發(fā)明不規(guī)則樣品盒結構示意圖；

圖5為本發(fā)明不規(guī)則樣品盒滑槽結構示意圖；

圖6為本發(fā)明不規(guī)則樣品盒樣品格結構示意圖；

圖7為本發(fā)明環(huán)狀樣品架結構示意圖；

圖8為本發(fā)明采用不規(guī)則樣品盒進樣步驟一示意圖；

圖9為本發(fā)明采用不規(guī)則樣品盒進樣步驟二示意圖；

圖10為本發(fā)明采用不規(guī)則樣品盒進樣步驟三示意圖；

圖11為本發(fā)明采用環(huán)狀樣品架進樣步驟一示意圖；

圖12為本發(fā)明采用環(huán)狀樣品架進樣步驟二示意圖；

圖13為本發(fā)明采用環(huán)狀樣品架進樣步驟三示意圖。

圖中：1、水槽；2、掛秤架；3、電子秤；4、稱量盤；5、不規(guī)則樣品盒；6、環(huán)狀樣品架；7、電阻加熱器；8、注水組件；9、排水組件；41、托盤；42、第一三腳架；43、第二三腳架；44、轉軸通孔；45、轉軸；51、滑槽；52、樣品格；53、連接通孔；54、連桿；61、固定座；62、橫臂；63、推塊；64、推桿。

具體實施方式

下面將結合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

如圖1—圖7所示，一種濕密度測試裝置，包括水槽1、掛秤架2、電子秤3、稱量盤4、不規(guī)則樣品盒5、環(huán)狀樣品架6、電阻加熱器7、注水組件8和排水組件9，所述掛秤架2的兩個架腳分別固定于水槽1兩相對的側面頂部，所述掛秤架2上設有與其相對滑動的連接，所述連接環(huán)通過連接繩與電子秤3頂部連接，所述電子秤3下方通過連接繩和掛鉤與稱量盤4連接，所述不規(guī)則樣品盒5和環(huán)狀樣品架6分別設置于水槽1內(nèi)側壁靠近頂部的位置，所述電阻加熱器7設置于水槽1內(nèi)側壁靠近底部的位置，所述注水組件8和排水組件9分別設置于水槽1外側壁靠近頂部和靠近底部的位置且與水槽1內(nèi)部連通。

本實施例中，所述稱量盤4包括長方體形的托盤41、頂部設有掛環(huán)的第一三腳架41和頂部設有掛鉤的第二三腳架43，所述第二三腳架43底部固定于托盤41其中一側面且與之一體成型，所述托盤41與第二三腳架43相對的側面開有轉軸通孔44，所述第一三腳架41的底桿側面設有與轉軸通孔44匹配的轉軸45，所述轉軸45插入托盤41轉軸通孔44內(nèi)，所述第二三腳架43的掛鉤與第一三腳架42的掛環(huán)連接。

本實施例中，所述不規(guī)則樣品盒5包括頂部和其中一側面開有開口的滑槽51和設置于滑槽51內(nèi)且與滑槽51內(nèi)側壁滑動的樣品格52，所述滑槽51與開有開口的側面相對的側面設有連接通孔53，所述樣品格52側面設有穿過連接通孔53且與其滑動的連桿54，所述連桿54遠離樣品格52的一端穿過水槽1側壁。

本實施例中，所述環(huán)狀樣品架6包括固定于水槽1內(nèi)側壁的固定座61，所述固定座61靠近水槽1內(nèi)部的一端設有橫臂62，所述橫臂62上滑動連接有推塊63，所述推塊63下方設有穿過水槽1側壁的推桿64。

本實施例中，所述注水組件8包括與水槽1內(nèi)部連通的進水管和設置于進水管上的進水閥。

本實施例中，所述排水組件9包括與水槽1內(nèi)部連通的排水管和設置于排水管上的排水閥。

本發(fā)明所述的測試裝置包括以下兩種測試情況：

1、采用不規(guī)則樣品盒5進樣的過程：

步驟一：如圖8所示，已稱量空氣中重量w0的不規(guī)則樣品置于不規(guī)則樣品盒5的一格中；打開水槽1的注水組件8，注入純水直至不規(guī)則樣品盒5內(nèi)的樣品完全沒入水中，并接通電阻加熱器7的電源，待樣品在沸水中煮透后關閉電阻加熱器7電源；

步驟二：如圖9所示，水平移動懸掛在掛秤架2上的電子秤3，使稱量盤4位于不規(guī)則樣品盒5開口端的下方，待稱量盤4在水中靜置后按電子秤3的“去皮”鍵使數(shù)值歸零；推動不規(guī)則樣品盒5的連桿54將不規(guī)則樣品推入稱量盤4，電子秤3此時的讀數(shù)即為樣品在水中的重量w1，根據(jù)公式可算出被測樣品的濕密度；如果不規(guī)則樣品盒5內(nèi)有多個樣品，再次用“去皮”鍵使電子秤3歸零，然后繼續(xù)將下一個樣品推入托盤41，讀取新的w1數(shù)值，并按上述公式計算第二個樣品的濕密度，后續(xù)樣品依次類推；

步驟三：如圖10所示，測試完后松開稱量盤4上第二三腳架43頂部的掛鉤，手動使稱量盤4沿著中部的轉軸45翻轉，使樣品滑落至水槽1中。

2、采用環(huán)狀樣品架6進樣的過程：

步驟一：如圖11所示，已稱量空氣中重量w0的環(huán)狀樣品穿入環(huán)狀樣品架6的橫臂62上；打開水槽1的注水組件8，注入純水直至環(huán)狀樣品架6架上的樣品完全沒入水中，并接通電阻加熱器7的電源，待樣品在沸水中煮透后關閉電阻加熱器7電源；

步驟二：如圖12所示，水平移動懸掛在掛秤架2上的電子秤3，使稱量盤4位于環(huán)狀樣品架6的橫臂62末端的下方，待稱量盤4在水中靜置后按電子秤3的“去皮”鍵使數(shù)值歸零；推動環(huán)狀樣品架6的推桿64將環(huán)狀樣品推入稱量4，電子秤3此時的讀數(shù)即為樣品在水中的重量w1，根據(jù)公式可算出被測樣品的濕密度；如果環(huán)狀樣品架6上有多個樣品，再次用“去皮”鍵使電子秤歸零，然后繼續(xù)將下一個樣品推入托盤41，讀取新的w1數(shù)值，并按上述公式計算第二個樣品的濕密度，后續(xù)樣品依次類推；

步驟三：如圖13所示，測試完后松開稱量盤4上第二三腳架43頂部的掛鉤，手動使稱量盤4沿著中部的轉軸45翻轉，使樣品滑落至水槽1中。

此外，當有不規(guī)則樣品和環(huán)狀樣品同時進行測試時，上述兩類過程可以根據(jù)需要在測試過程中交替進行。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明具體實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。