CN105181065A - 一种体积称量器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工程技术、环境科学和生物学中用的体积称量装置技术领域，尤其是涉及一种体积称量器。其特点是包括主体，所述的主体内设置有网片，主体上部通过螺纹连接有顶盖，主体与顶盖相连接处设置有橡胶垫圈，所述的顶盖包括顶盖尖端，顶盖尖端底部设置有保护螺台，保护套通过螺纹与保护螺台相连套设在顶盖尖端外部。其精度可达0.1mm³(1x10^-10m³)，可精确、有效、简便地解决工程或环境中的体积相关测量问题。

Description

一种体积称量器

技术领域

本发明涉及一种工程技术、环境科学和生物学中用的体积称量装置技术领域，尤其是涉及一种体积称量器。

背景技术

在现代工程技术领域、地质科学领域、环境科学领域和生命科学领域，往往需要测量某种零部件、土壤、岩石、或组织器官如根系、叶片的体积。当生产某种特殊材质零部件时，尤其是价格超级昂贵的材质时为了节约，可能需要计算整个生产计划所需该部件材质的精确量，以便合理采购。如果该部件比较规整，那么该部件的体积即可容易计算，然后可根据生产总零件数、该零部件体积和该特殊材质的密度计算采购总质量，即采购总质量＝零件总数x零件体积x零件材质密度。然而零部件的体积绝大部分都不规正，难以计算测量。此外，有些检测需要测量密度，如大家购买各种贵金属的首饰，在无法破坏其形状时如何辨别其是否掺假或纯度是否足够时，如果能够测量该种首饰的精确密度时，即可判定该首饰的真伪及价值。在地质或环境科学领域内，往往需要快速计算不同产地的同种岩石或不同岩石的密度，或各种土壤的密度，以便了解其性质或进一步分析研究。在生命科学领域，针对特殊试验目的，有时需要测量植物根系的体积或叶片的体积等。而且，因为检测而对原始部件或材料进行破坏，在实际情况中往往也难以令人接受。

目前，针对这些生活、工程或科研中种种类似问题，主要是以排水法或体积测量法解决。排水法的原理：用一容器装满水，然后放入待测物体，待水溢出，然后称量溢出水分的重量，然后以1cm³/g水密度计算的溢出的水体积即待测物体体积。然而，以市场上的现有各种容器，排水法难以精准测量小体积物件，如戒指或者针的体积，而且测量精度比较差。体积测量法原理：用一带刻度容器如量筒，装入一定量的水，记录水的初始体积，然后放入待测物体，水面上升，记录终体积，然后计算终体积与初始体积之差值即待测物体体积。同样，以市场上的现有各种容器，体积测量法也难以精准测量小体积物件，如戒指或者针的体积，而且测量精度比排水法还差。可见，针对上述种种问题，目前并无一个简便、精确、易行的解决方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种体积称量器。从而有效解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所述的一种体积称量器，其特点是包括主体，所述的主体内设置有网片，主体上部通过螺纹连接有顶盖，主体与顶盖相连接处设置有橡胶垫圈，所述的顶盖包括顶盖尖端，顶盖尖端底部设置有保护螺台，保护套通过螺纹与保护螺台相连套设在顶盖尖端外部。

所述的主体内壁上设置有环形凹槽，所述的网片边缘设置有边缘凸台，边缘凸台嵌入环形凹槽。

所述的顶盖外壁上设置有用于标志螺旋程度的第一标志箭头，主体外壁上还设置有与第一标志箭头对应的第二标志箭头。

所述的主体和顶盖的形状对应设置为柱形、锥形、葫芦形或球形。

所述的顶盖尖端内径为0.33-0.47mm。

本发明的有益效果是：所述的一种体积称量器，其精度可达0.1mm³(1x10^-10m³)，可精确、有效、简便地解决工程或环境中的体积相关测量问题。

附图说明：

图1为本发明的整体结构原理示意图

图2为本发明的顶盖结构原理示意图；

图3为本发明的主体结构原理示意图；

图4为本发明的顶盖尖端的保护套结构原理示意图；

图5为本发明的工作原理结构示意图。

图中所示：1.顶盖；1-1.顶盖尖端；1-2.保护螺台；1-3.第一标志箭头；2.橡胶垫圈；3.主体；3-1.环形凹槽；3-2.第二标志箭头；4.网片；4-1.边缘凸台；5.保护套；5-1.螺纹。

具体实施方式

以下结合附图所示之最佳实例作进一步详述：

如图1至4所示，所述的一种体积称量器，其特点是包括主体3，所述的主体3内设置有网片4，主体3上部通过螺纹连接有顶盖1，主体3与顶盖1相连接处设置有橡胶垫圈2，所述的顶盖1包括顶盖尖端1-1，顶盖尖端1-1底部设置有保护螺台1-2，保护套5通过螺纹5-1与保护螺台1-2相连套设在顶盖尖端1-1外部。

进一步，所述的主体3内壁上设置有环形凹槽3-1，所述的网片4边缘设置有边缘凸台4-1，边缘凸台4-1嵌入环形凹槽3-1。

进一步，所述的顶盖1外壁上设置有用于标志螺旋程度的第一标志箭头1-3，主体3外壁上还设置有与第一标志箭头1-3对应的第二标志箭头3-2。

进一步，所述的主体3和顶盖1的形状对应设置为柱形、锥形、葫芦形或球形。

进一步，所述的顶盖尖端1-1内径为0.33-0.47mm。

所述的一种体积称量器，其工作原理为：如图5所示，将A容器的质量记作M₀，体积记作V₀；B的总质量记作M₁，水的质量记作M_水，水的密度记作ρ_水；C的总质量记作M₂，物体的质量记作M_物，物体的体积记作V_物，物体的密度记作ρ_物，那么：

M_水＝ρ_水V₀；

M₁＝M₀+M_水＝M₀+ρ_水V₀；

M₂＝M₀+M_水+M_物＝M₀+ρ_水(V₀-V_物)+M_物；

那么：

M₂-M1＝[M₀+ρ_水(V₀-V_物)+M_物]-[M₀+ρ_水V₀]

＝M₀+ρ_水V₀-ρ_水V_物+M_物-M₀-ρ_水V₀

＝M_物--ρ_水V_物；

那么：

ρ_水V_物＝M_物+M₁-M₂

那么：

V_物＝(M_物+M₁-M₂)/ρ_水。

其中M_物、M₁、M₂可用万分之一电子天平称量，ρ_水的值可以根据测量时的温度查阅，其中0℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃和30℃的密度分别为0.99984g/cm³、0.999965g/cm³、0.999700g/cm³、0.999099g/cm³、0.998203g/cm³、0.997044g/cm³和0.995646g/cm³。

由于电子天平的精确度在0.0001g，根据公式V_物＝(M_物+M₁-M₂)/ρ_水，计算其精度为0.1mm³。此外，本发明的顶盖尖端(1-1)内径为0.33-0.47mm，如果称量M₁和M₂时其液面误差在0.5mm以内，那么根据公式V＝πr²h计算，其中r为0.165-0.235mm，h为0.5mm，那么其误差为0.0427mm³-0.0867mm³，即其误差小于0.1mm³。

本专利还可以用于计算密度，如果计算物体的密度ρ_物，那么其计算公式如下：

ρ_物＝M_物/V_物

＝M_物/((M_物+M₁-M₂)/ρ_水)

＝M_物ρ_水/(M_物+M₁-M₂)；

其中M_物、M₁、M₂可用万分之一电子天平称量，ρ_水的值可以根据测量时的温度查阅其固定值。

使用时：将待测量体积的物体称重记作M_物，然后将物体放入称量器主体内(如果物体漂浮，可使用称量器主体网片以确保被称量物体不上浮而影响操作，如物体不漂浮则可不使用称量器主体网片)，然后用注射器注满水称量整体重量记作M₂；然后将物体取出，再次注满水称量整体重量记作M1；查阅当时测量时相应温度的水密度，根据公式V_物＝(M_物+M₁-M₂)/ρ_水即可计算出该物体的体积。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种体积称量器，其特征是包括主体，所述的主体内设置有网片，主体上部通过螺纹连接有顶盖，主体与顶盖相连接处设置有橡胶垫圈，所述的顶盖包括顶盖尖端，顶盖尖端底部设置有保护螺台，保护套通过螺纹与保护螺台相连套设在顶盖尖端外部。

2.如权利要求1所述的一种体积称量器，其特征在于：所述的主体内壁上设置有环形凹槽，所述的网片边缘设置有边缘凸台，边缘凸台嵌入环形凹槽。

3.如权利要求1所述的一种体积称量器，其特征在于：所述的顶盖外壁上设置有用于标志螺旋程度的第一标志箭头，主体外壁上还设置有与第一标志箭头对应的第二标志箭头。

4.如权利要求1所述的一种体积称量器，其特征在于：所述的主体和顶盖的形状对应设置为柱形、锥形、葫芦形或球形。

5.如权利要求1所述的一种体积称量器，其特征在于：所述的顶盖尖端内径为0.33-0.47mm。