專利名稱：一種比重計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及比重計，尤其是能利用光學(xué)原理和天平力矩的調(diào)節(jié)來大幅度增加天平精度的比重計。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的比重計是根據(jù)阿基米德定律和物體浮在液面上平衡的條件制成的，是測定液體密度的一種儀器。它用一根密閉的玻璃管，一端粗細(xì)均勻，內(nèi)壁貼有刻度紙，另一頭稍膨大呈泡狀，泡里裝有小鉛?；蛩y，使玻璃管能在被檢測的液體中豎直的浸入到足夠的深度，并能穩(wěn)定地浮在液體中，也就是當(dāng)它受到任何搖動時，能自動地恢復(fù)成垂直的靜止位置。當(dāng)比重計浮在液體中時，其本身的重力跟它排開的液體的重力相等。于是在不同的液體中浸入不同的深度，所受到的壓力不同，比重計就是利用這一關(guān)系刻度的。但是現(xiàn)有的液體比重計在使用前需要對天平進(jìn)行校準(zhǔn)，而且測量精度只能精確到小數(shù)點后三位?！?br>
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的比重計只能精確到小數(shù)點后三位，不能對液體進(jìn)行高精度測量的不足，本發(fā)明提供一種新型比重計，該比重計能高精度地測量不同液體的密度。本發(fā)明所采用的方案是一種比重計，包括測量部和觀察部，所述測量部包括安裝在底座上的支撐柱支撐的平衡桿，所述平衡桿一側(cè)的測錐懸掛機構(gòu)，所述觀察部包括設(shè)置在所述平衡桿另一側(cè)的激光器，還包括設(shè)置在所述平衡桿上方的水平反光鏡和固定在底座上與所述測錐懸掛機構(gòu)同側(cè)的豎直反光鏡，所述平衡桿安裝所述激光器側(cè)對應(yīng)的所述底座上設(shè)有投影板，所述投影板上通過分束鏡支桿支起分束鏡，所述平衡桿與所述測錐懸掛機構(gòu)同側(cè)對應(yīng)的所述底座上通過補償板支桿支撐有補償板。作為一種優(yōu)選方案所述測錐懸掛機構(gòu)包括多級平衡桿，所述平衡桿之間通過掛鉤相連，每級所述平衡桿上均設(shè)有多個懸掛測錐的凹槽。所述多級平衡桿的級數(shù)為三級。作為一種優(yōu)選方案所述平衡桿安裝激光器側(cè)末端還設(shè)有調(diào)平器。


圖I是邁克爾遜儀器原理圖。圖2是本發(fā)明的示意圖。圖3是本發(fā)明二級平衡桿狀態(tài)不意圖。其中，I、豎直相干光，2、水平相干光，3、分束鏡支桿，4、分束鏡，5、補償板支桿，6、激光器，7、測量錐，8、調(diào)平器，9、水平反光鏡，10、天平支點，13、凹槽，14、第一塊板，15、板塊間掛鉤，16、第二塊板，17、第三塊板，18、投影板，19、底座，20、補償板，21、豎直反光鏡，22、第二塊板平衡力矩，23、第三塊板平衡力矩，24、掛鉤，25、支撐柱，26、平衡桿。
具體實施方式
如圖I所示平衡桿的一端設(shè)有光源，光源分別射到兩個平行玻璃板上面，光先射到的是一個分束鏡G1，在它的表面鍍有鋁的半反射膜，第二個玻璃板G2為補償板。Ml，M2為相互垂直的平面反射鏡，G1，G2和 Ml，M2均成45度角。M2為固定鏡，Ml可在精密軌道上前后移動，E為接受屏。從光源出發(fā)的一束光在平行平面玻璃板Gl上，這塊板的后表面的反射膜將入射光分成兩束光。一束為反射光I，一束為透射光2,兩束光的光強近似相等。光束I射出Gl后投入Ml ;光束2經(jīng)過G2投入M2，反射回來的在通過G2，在Gl的膜面上反射。因為Gl和全反射鏡Ml和M2勻成45度角，所以兩束光勻分別垂直射到M1M2上面，經(jīng)過反射回到Gl的半反射膜，又會聚成一束光。于是，這兩束光相干光會在空間相遇并產(chǎn)生干涉，我們在E處可以觀察到干涉條紋。當(dāng)看到有干涉條紋產(chǎn)生時，即可證明比重計處于水平狀態(tài)。反之，當(dāng)天平不在水平狀態(tài)時，兩個相干光電不會在一個點上，也就不會發(fā)生相關(guān)干涉。如圖2以及圖3所示激光器6在平衡時產(chǎn)生的光線一部分將穿過分束鏡4，然后穿過補償板20到豎直反光鏡21，最后被分束鏡4反射到投影板18上。光線另一部分將被反射至水平反光鏡9，然后通過水平反光鏡9把光線反射到投影板18上。由于一個光源產(chǎn)生的光為相干光，所以兩部分光在投影板18上發(fā)生相干干涉。所述的分束鏡4和補償板20·以及水平反光鏡9豎直反射鏡18都固定在底座19上。比重計的兩端可以繞著支點10旋轉(zhuǎn)。當(dāng)把測試錘7放到被測液體里面時，天平由于液體對測試錐7產(chǎn)生浮力而失衡轉(zhuǎn)動，此時需要在天平的一級平衡桿14加上一定的力矩來使之平衡。一級平衡桿被分成多個凹槽13，可在上面懸掛重物；二級桿16和一級桿14相連通過掛鉤15相連，二級桿另一端通過二級重物10與其相平衡；同理，需要更小精度的力矩則把重物加在三級平衡17桿上。以三級平衡桿為例，在開始使用平衡桿的時候，在沒有加砝碼的時候，一級板，二級，三級都是平衡的，一級板因為有和圖2 —樣的裝置，一開始就可以調(diào)平衡。二級板和22第二塊板平衡力矩達(dá)到平衡，第三塊也一樣，所以在沒有加砝碼的時候左右都是平衡的。通過來觀察激光器發(fā)射的激光有沒有在投影板上面形成干涉現(xiàn)象來判斷天平有沒有整個水平，沒有的話調(diào)節(jié)8調(diào)平器。它的使用和我們用的普通天平一樣，調(diào)進(jìn)調(diào)處用來控制天平的水平。如果在投影板上有了相干現(xiàn)象，再進(jìn)行第二步。把7測量錐放到待測液體中，這時天平的右邊會多了一個往上的浮力，天平失去平衡，在天平的右端加上一定質(zhì)量的砝碼來使天平重新平衡，這時在投影板上面重新出現(xiàn)干涉圖像，通過讀出砝碼的多少就可以算出液體的比重。其他兩個極板的原理同上，但在精度方面更高。以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例，但本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征并不局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)，所作的變化或修飾皆涵蓋在本發(fā)明的專利范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種比重計，包括測量部和觀察部，其特征在于所述測量部包括安裝在底座上的支撐柱支撐的平衡桿，所述平衡桿一側(cè)的測錐懸掛機構(gòu)，所述觀察部包括設(shè)置在所述平衡桿另一側(cè)的激光器，還包括設(shè)置在所述平衡桿上方的水平反光鏡和固定在所述底座上與所述測錐懸掛機構(gòu)同側(cè)的豎直反光鏡，所述平衡桿安裝所述激光器側(cè)對應(yīng)的所述底座上設(shè)有投影板，所述投影板上通過分束鏡支桿支起分束鏡，所述平衡桿與所述測錐懸掛機構(gòu)同側(cè)對應(yīng)的所述底座上通過補償板支桿支撐有補償板。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種比重計，其特征在于所述測錐懸掛機構(gòu)包括多級平衡桿，所述平衡桿之間通過掛鉤相連，每級所述平衡桿上均設(shè)有多個懸掛測錐的凹槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種比重計，其特征在于所述多級平衡桿的級數(shù)為三級。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種比重計，其特征在于所述平衡桿安裝所述激光器側(cè)末端還設(shè)有調(diào)平器。
全文摘要
本發(fā)明涉及比重計，尤其是一種高精度的比重計。包括測量部和觀察部，測量部包括安裝在底座上的支撐柱支撐的平衡桿，平衡桿一側(cè)的測錐懸掛機構(gòu)，觀察部包括設(shè)置在平衡桿另一側(cè)的激光器，還包括設(shè)置在平衡桿上方的水平反光鏡和固定在底座上與測錐懸掛機構(gòu)同側(cè)的豎直反光鏡，平衡桿安裝所述激光器側(cè)對應(yīng)的底座上設(shè)有投影板，投影板上通過分束鏡支桿支起分束鏡，平衡桿與所述測錐懸掛機構(gòu)同側(cè)對應(yīng)的所述底座上通過補償板支桿支撐有補償板。
文檔編號G01N9/12GK102788737SQ20121028361
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月10日
發(fā)明者毛陳, 賈睿 申請人:毛陳