[其他]温度补偿型密度计

说明书

所属技术领域：一种测量液体密度的具有温度补偿功能的杆式塑料密度计。

该技术领域的专利文件（U.S.Patent    4，338，817）中公开了一个由两种或两种以上模压塑料组合而成的测量液体密度的具有温度补偿功能的杆式密度计（见图1），这种密度计是利用两种与被测液体热膨胀率大致相同的塑料（其中一种塑料的热膨胀率比被测液的最高热膨胀率略高，而另一种则比被测液的最低热膨胀率略低）制成，从而大大减小了因温度变化而引起的测量误差，但这种密度计的零件较厚，因而在测量时密度计与被测液体的温度达到平衡一致所需的时间较长（最多可达四、五分钟），这就给测量带来不便。另外由于其结构设计不合理，在温度较高时，由于两种材料的热膨胀率不同容易引起两零件分离。

本实用新型的目的在于提供一种结构简单，不因温度高而分离，并且测量时间短得多（这是主要目的）的密度计。

本实用新型所述的是一种测量液体密度的具有温度补偿功能的杆式塑料密度计，或是利用测量液体密度的原理，将密度值转换成其他物理量的测量器具。其结构见图2、3、4。密度计由三部分组成：下段Va，上接密度计刻度段Vb的最下端；刻度段Vb位于最高和最低刻度之间；Vc位于Vb的最高刻度之上。当密度计浮于最大密度液体中时，只有Va浸于液体之中，当密度计浮于最小密度液体中时，Va和Vb均浸于液体中。Vb、Vc和Va₁采用一种材料，其热膨胀率略低于被测液体的最低热膨胀率；Va₂采用另一种材料，其热膨胀率略高于被测液体的最高热膨胀率；使得Va的两种材料的合成热膨胀率与被测液体的最大热膨胀率大致相同，而Va和Vb的合成热膨胀率大致与被测液体的最小热膨胀率相同。Va、Vb、Vc的体积的比例关系须按如下公式计算：

Va＝ (M_总)/(ρ_max)

Va＋Vb＝ (M_总)/(ρ_min)

Vc＝ (Vaρ_max-Ma-Mb)/(ρ_C)

至于表面张力引起的误差由于十分小，可调整刻度的高低来将其消除，因而在计算时就不予考虑。以上是现有技术所共同的部分。本实用新型与现有技术的不同之点在于这三部分的几何形状和联接方式。本实用新型如图2、3、4所示：是由两片具有窄长插口或插孔或两者兼有的扁平而窄长的零件插接而成的。其中一个零件形似一把音叉，如图3所示；另一零件形似一把没有把的音叉，如图4所示。较宽的Va与较窄的Vb、Vc在同一轴线0－0上。Vc、Vb和Va₁是一个整体，是由一种热膨胀率略低于被测液体最低热膨胀率的材料制成的，而Va₂由一种热膨胀率略高于被测液最高热膨胀率的材料制成的。将这两部分的插口或插孔沿轴线方向十字交叉对插连接而组成密度计。密度计由透明管子导向使其与液面垂直。

本实用新型与现有技术相比其优点一是测试时间短；二是不因测试温度较高而两零件分离；三是由于形状简单，模具容易加工，从而成本较低，易于实施。

为使密度计具有温度补偿功能，采用了与被测液热膨胀率相同的材料来制作密度计，当密度计与被测试液体的温度经热传递达到平衡时，就起到温度补偿作用。测试时间就取决于这一过程所需的时间。因而在密度计外形尺寸和所用材料相同的条件下，零件的厚薄就是决定的因素，零件越厚测量时间越长。零件的厚薄取决于密度计结构的设计，但现有技术的结构决定了其零件不能太薄，否则将因其刚性不够而使两零件分离。而本实用新型的结构形式可使零件薄到一定程度而不影响其连接的可靠性。按照比例，如果现有技术的零件的平均厚度为5毫米，那么本实用新型的则为2.5毫米。经实验，当密度计与被测液温差在25℃时，现有技术和本实用新型所需测试时间分别为四分钟和二分钟。可见测试时间减少了一半（见图5）。

现有技术如图1所示，是由两个热膨胀率大的零件2，夹住一个热膨胀率小的零件1。当温度较高时，由于膨胀率不同，零件2用以夹住零件1的缺口增大的较多，因而夹不住零件1，而与零件1脱离。而本实用新型克服了这一缺点，见图2、3、4：当温度较高时，由于零件Ⅱ的热膨胀率大，夹不住零件Ⅰ；但由于零件Ⅰ的热膨胀率小而紧紧夹住零件Ⅱ。当温度较低时，由于同样的原因，虽然零件Ⅰ夹不住零件Ⅱ，但零件Ⅱ却紧紧夹住零件Ⅰ。因而无论在高、低温下，这两个零件总不会脱离。

由于本实用新型的形状简单，模具容易加工，注塑成品率高，因而成本较低，便于实施。

图面说明：