[发明专利]不规则固体热胀冷缩体积变化量的高精度量测装置及测量方法

摘要

一种不规则固体热胀冷缩体积变化量的高精度量测装置及测量方法，它包括铁架台、玻璃杯、橡胶塞、玻璃圆直管、液体、泡沫薄板和千分表。其中，铁架台包括铁架台竖直杆、铁架台横梁和铁架台底座；玻璃杯置于铁架台底座上；橡胶塞直径与玻璃杯内径匹配；玻璃圆直管横穿通过橡胶塞正中央，且底端与橡胶塞下端面齐平；泡沫薄板为圆形，直径与玻璃圆直管内径匹配，漂浮于玻璃圆直管内的液面，可在管内随液面升降而上下自由滑动；千分表固定于铁架台的横梁上。本发明的方法利用千分表指针的偏转来衡量玻璃圆直管中液面高度的变化，检测精度远高于对玻璃圆直管中液面高度的直接读取，推算过程有效消除了温度改变对玻璃杯尺寸及液体体积的影响。

主权项

一种不规则固体热胀冷缩体积变化量的高精度量测装方法，其特征在于：包括一测量装置，测量装置包括铁架台、玻璃杯(8)、橡胶塞(6)、玻璃圆直管(3)、液体(7)、泡沫薄板(4)和千分表(5)；其中，铁架台包括铁架台竖直杆(1)、铁架台横梁(2)和铁架台底座(9)；玻璃杯置于铁架台底座上；橡胶塞直径与玻璃杯内径匹配；玻璃圆直管横穿通过橡胶塞正中央，且底端与橡胶塞下端面齐平；泡沫薄板为圆形，直径与玻璃圆直管内径匹配，漂浮于玻璃圆直管内的液面，可在管内随液面升降而上下自由滑动；千分表固定于铁架台的横梁上；固体试样(11)通过超薄弹力橡皮(10)密封后设置在液体中；测量方法如下：将固体试样用超薄弹力橡皮密封后放入玻璃杯内，塞紧橡胶塞，插入玻璃圆直管；向玻璃杯中注入液体；将泡沫薄板置于玻璃圆直管内的液面上，调整铁架台横梁的高度，使千分表的测头紧贴泡沫薄板，且指针有一定的初始读数；将上述整个装置置入恒温箱中，设置恒温箱温度，使固体试样、液体、玻璃杯及玻璃圆直管等开始产生热胀冷缩变化，并引起泡沫薄板随液面升降而上下移动，且带动千分表指针发生偏转；当千分表指针达到稳定时，记录其读数，利用计算固体试样体积的绝对改变量；利用计算固体试样体积的相对改变量；其中，记m为液体质量，α以百分数表示；温度t1条件下，试样体积记为V1，液体密度记为ρ1，玻璃杯内径记为D1，玻璃杯内液面高度记为H1，玻璃圆直管内径记为d，玻璃圆直管内液面高度记为h1，千分表读数记为S1；温度t2条件下，试样体积记为V2，液体密度记为ρ2，玻璃杯内径记为D2，玻璃杯内液面高度记为H2，玻璃圆直管内径记为d，玻璃圆直管内液面高度记为h2，千分表读数记为S2；玻璃杯内径D1和D2、玻璃杯内液面高度H1和H2、玻璃圆直管内径d、玻璃圆直管内液面高度h1和h2由游标卡尺在t1和t2温度时直接测量，千分表读数S1和S2根据千分表指针偏转情况直接读取，液体密度ρ1和ρ2根据品名直接查资料，液体质量m由电子台秤直接称量；当△V计算值为“‑”时，表示固体体积收缩，当△V计算值为“+”时，表示固体体积增大。