[发明专利]测量相同材料之间相对密度差的系统和方法

权利要求书

1.一种测量相同材料之间相对密度差的系统，包括：

储液单元，用于盛放液体以及由相同材料制成的第一球体和第二球体，所述储液单元包括分别控制所述第一球体和第二球体在所述液体中的运动的第一保持装置和第二保持装置，且所述储液单元能够被密封；

图像采集单元，采集所述第一球体和第二球体的运动状态；以及

处理单元，根据所述第一球体和第二球体的运动状态，计算所述第一球体和第二球体之间的相对密度差。

2.根据权利要求1所述的测量相同材料之间相对密度差的系统，还包括：

压强控制单元，控制所述液体的压强；

温度控制单元，控制所述液体的温度；

温度测量单元，测量所述液体的温度。

3.根据权利要求1所述的测量相同材料之间相对密度差的系统，其中所述储液单元中间设置带孔挡板，所述带孔挡板将所述第一球体与第二球体分隔开。

4.根据权利要求1所述的测量相同材料之间相对密度差的系统，其中所述第一保持装置包括能够上下移动的第一压板和第二压板，所述第一压板和第二压板分别设置于所述第一球体的上方和下方，所述第二保持装置包括能够上下移动的第三压板和第四压板，所述第三压板和第四压板分别设置于所述第二球体的上方和下方。

5.根据权利要求2所述的测量相同材料之间相对密度差的系统，其中所述温度控制单元是水浴温度控制系统，所述储液单元置于所述水浴温度控制系统中。

6.根据权利要求1所述的测量相同材料之间相对密度差的系统，其中所述处理单元通过以下公式计算所述第一球体和第二球体之间的相对密度差：

Δρ=a2-a1g-a1]]>

其中a₁和a₂分别表示所述第一球体和第二球体在速度为0时的加速度，g表示重力加速度。

7.一种采用权利要求1至6中任一项所述的系统测量相同材料之间相对密度差的方法，包括以下步骤：

步骤1：将所述第一球体和第二球体放入所述储液单元所盛放的液体中，密封所述储液单元；

步骤2：通过所述第一保持装置，将所述第一球体固定在所述储液单元底部，然后释放第一球体并给第一球体一初始速度，使得第一球体先竖直上升并最终停止，同时通过所述图像采集单元采集并记录所述第一球体随时间变化的第一竖直位移；

步骤3：通过所述第二保持装置，将所述第二球体固定在储液单元底部，然后释放第二球体并给第二球体一初始速度，使得第二球体先竖直上升并最终停止，同时通过所述图像采集单元采集并记录所述第二球体随时间变化的第二竖直位移；以及

步骤4：基于所述第一竖直位移和第二竖直位移，通过以下公式计算所述第一球体和第二球体之间的相对密度差：

Δρ=a2-a1g-a1]]>

其中a₁和a₂分别表示第一球体和第二球体在速度为0时的加速度，g表示重力加速度。

8.根据权利要求7所述的测量相同材料之间相对密度差的方法，其中分别对所述第一竖直位移和第二竖直位移进行两次求导，得到所述第一球体和第二球体在速度为0时的加速度。