本發(fā)明涉及一種針對物料進行定容定量膨脹力檢測的裝置及檢測方法。

背景技術：

物料膨脹力是指物料在密閉容器混合后進行化學反應后，物料膨脹對容器產生的壓力?，F有技術中的膨脹力檢測裝置，其傳感器放置在容器內，傳感器與被測物料直接接觸，這一形式主要存在的問題一是很容易造成傳感器的損壞，二是傳感器內置帶來裝置維修和保養(yǎng)上極大的困難。不僅如此，現有技術中的結構形式由于容積固定不變，如果想要針對不同體積物料進行測量，必須配置相應體積的容器，一臺檢測裝置不能適合多變容積物料膨脹力檢測，存在使用上的局限性。

技術實現要素：

本發(fā)明是為避免上述現有技術所存在的不足，提供一種定容定量膨脹力檢測裝置及檢測方法，以適合多變容積膨脹力的檢測。

本發(fā)明為解決技術問題采用如下技術方案：

本發(fā)明定容定量膨脹力檢測裝置的結構特點是：在呈水平設置的檢測平臺上，一端布置為物料容器，另一端布置為電機，所述物料容器的容器活塞桿在物料容器的前端伸出、朝向電機所在一端并沿檢測平臺的縱向布置；在所述電機與活塞桿之間設置由絲桿和螺母構成的絲桿螺母傳動結構，所述絲桿由電機通過減速機驅動轉動，所述螺母固聯在圓筒體的一端，在所述圓筒體的另一端與容器活塞桿之間串聯設置壓力傳感器，利用圓筒體驅動容器活塞桿的縱向移動，并由拉壓力傳感器檢測容器活塞桿所受的拉壓力；在所述檢測平臺上位于圓筒體的一側設置位置傳感器，利用位置傳感器檢測所述容器活塞桿的縱向位置；在所述物料容器的尾部設置有物料入口。

本發(fā)明定容定量膨脹力檢測裝置的結構特點也在于：在所述檢測平臺上設置縱向導軌，并有滑塊與所述縱向導輪滑動配合，設置一對支架對所述圓筒體在兩側以合抱的形式固定夾持，所述支架與滑塊固定連接，使圓筒體的縱向移動在所述縱向導軌上獲得導向。

本發(fā)明定容定量膨脹力檢測裝置的結構特點也在于：所述位置傳感器為光柵尺，所述光柵尺固定設置在一側支架上與圓筒體及支架聯動。

本發(fā)明定容定量膨脹力檢測裝置的檢測方法的特點是：

定義：

S為物料容器內容腔的橫斷面面積；

V1為物料化學反應膨脹前的體積；

V2為物料化學反應膨脹后的體積；

L1為當物料處在化學反應膨脹前的V1體積狀態(tài)下，容器活塞桿的伸出長度，L1＝V1/S；

L2為當物料處在化學反應膨脹后的V2體積狀態(tài)下，容器活塞桿的伸出長度，L2＝V2/S：

所述檢測方法是按如下過程進行：

步驟1：根據已知的物料化學反應膨脹前的體積V1計算獲得容器活塞桿的伸出長度L1；由電機驅動使容器活塞桿伸出在長度為L1的位置上，物料從物料入口吸入到物料容器內，完成對物料容器的填充；

步驟2：根據已知的物料化學反應膨脹后的體積V2計算獲得容器活塞桿的伸出長度L2；由電機驅動使容器活塞桿自伸出長度為L1的位置起，在設定的時間內移動到伸出長度為L2的位置上，利用光柵尺檢測獲得活塞桿的實際位移量L22，并有實際體積V22為：V22＝S×L22；

步驟3：封閉物料容器，使物料在物料容器中發(fā)生化學反應，在所述化學反應的過程中，通過電機自鎖使活塞桿保持在伸出長度為L2的位置上，實時采集壓力傳感器檢測獲得的壓力檢測信號，獲得物料化學反應過程中的壓力檢測信號與時間的對應關系；以所述壓力檢測信號與時間的對應關系表征膨脹力與時間的對應關系。

本發(fā)明定容定量膨脹力檢測裝置的檢測方法的特點也在于：

在所述步驟1中，當在電機驅動下，容器活塞桿伸出在長度為L1的位置上時，利用光柵尺檢測獲得容器活塞桿的實際伸出長度L11，并有：V11＝S×L11；將所述物料化學反應膨脹前的體積V1修正為V11；

在所述步驟2中，當在電機驅動下，容器活塞桿伸出在長度為L2的位置上時，利用光柵尺檢測獲得容器活塞桿的實際伸出長度L22，并有：V22＝S×L22；將所述物料化學反應膨脹后的體積V2修正為V22。

與已有技術相比，本發(fā)明有益效果體現在：

1、本發(fā)明檢測裝置中設置的壓力傳感器位于物料容器的外部，不與物料相接觸，便于維修和保養(yǎng)，使用壽命長。

2、本發(fā)明中設置位置傳感器，利用位置傳感器檢測容器活塞桿的縱向位置，進而計算獲得容器在檢測過程中的體積變化，從而方便的計算物料在各種體積下的膨脹力，實現精確體積計算。

3、本發(fā)明中將壓力傳感器與光柵尺配合設置，實現拉壓力檢測和容器活塞桿位置檢測，整體結構簡單緊湊、體積小，檢測功能可靠，通過對光柵尺和壓力傳感器的檢測信號的分析處理，能夠方便快捷地獲得檢測結果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明立體結構示意圖；

圖2a為本發(fā)明立面結構示意圖；

圖2b為本發(fā)明平面結構示意圖；

圖中標號：1物料容器，2壓力傳感器，3支架，4位置傳感器，5縱向導軌，6圓筒體，7螺母，8絲桿，9軸承座，10聯軸器，11減速機，12電機，13物料入口。

具體實施方式

參見圖1、圖2a和圖2b，本實施例中定容定量膨脹力檢測裝置的結構形式是：

在呈水平設置的檢測平臺上，一端布置為物料容器1，另一端布置為電機12，物料容器1的容器活塞桿在物料容器的前端伸出、朝向電機12所在一端并沿檢測平臺的縱向布置；在電機12與活塞桿之間設置由絲桿8和螺母7構成的絲桿螺母傳動結構，由軸承座9支承的絲桿8由電機12通過減速機11驅動轉動，螺母7固聯在圓筒體6的一端，在圓筒體3的另一端與容器活塞桿之間串聯設置壓力傳感器2，利用圓筒體6驅動容器活塞桿的縱向移動，并由拉壓力傳感器2檢測容器活塞桿所受的拉壓力；在檢測平臺上位于圓筒體6的一側設置位置傳感器4，利用位置傳感器4檢測容器活塞桿的縱向位置；在物料容器1的尾部設置有物料入口13。

具體實施中，在檢測平臺上平行設置一對縱向導軌5，并有滑塊與縱向導輪5滑動配合，設置一對支架3對圓筒體6在兩側以合抱的形式固定夾持，支架3與滑塊固定連接，使圓筒體6的縱向移動在縱向導軌5上獲得導向，位置傳感器4為光柵尺，光柵尺固定設置在一側支架3上與圓筒體6及支架3聯動。

電機12的正反旋轉通過減速機11、聯軸器10、絲桿螺母傳動結構、圓筒體6和壓力傳感器2，使容器活塞桿在物料容器中縱向移動；圓筒體6通過支架3和滑塊支撐在導軌5上；光柵尺和滑塊及圓筒體一起移動實現容器活塞桿的位移量的檢測，壓力傳感器串聯在容器活塞桿和圓筒體之間實現拉壓力檢測，設置控制單元，控制單元用于控制電機的轉動，也用于控制對壓力傳感器和光柵尺的檢測信號的采集，完成定容定量膨脹力檢測。

定義：S為物料容器內容腔的橫斷面面積；V1為物料化學反應膨脹前的體積；V2為物料化學反應膨脹后的體積；L1為當物料處在化學反應膨脹前的V1體積狀態(tài)下，容器活塞桿的伸出長度，L1＝V1/S；L2為當物料處在化學反應膨脹后的V2體積狀態(tài)下，容器活塞桿的伸出長度，L2＝V2/S：

定容定量膨脹力檢測方法按如下過程進行：

步驟1：根據已知的物料化學反應膨脹前的體積V1計算獲得容器活塞桿的伸出長度L1；由電機驅動使容器活塞桿伸出在長度為L1的位置上，物料從物料入口13吸入到物料容器內，完成對物料容器的填充；

當在電機驅動下，容器活塞桿伸出在長度為L1的位置上時，利用光柵尺檢測獲得容器活塞桿的實際伸出長度L11，并有：V11＝S×L11；將物料化學反應膨脹前的體積V1修正為V11；

步驟2：根據已知的物料化學反應膨脹后的體積V2計算獲得容器活塞桿的伸出長度L2；由電機驅動使容器活塞桿自伸出長度為L1的位置起，在設定的時間內移動到伸出長度為L2的位置上，利用光柵尺檢測獲得活塞桿的實際位移量L22，并有實際體積V22為：V22＝S×L22；

當在電機驅動下，容器活塞桿伸出在長度為L2的位置上時，利用光柵尺檢測獲得容器活塞桿的實際伸出長度L22，并有：V22＝S×L22；將物料化學反應膨脹后的體積V2修正為V22。

步驟3：封閉物料容器，使物料在物料容器中發(fā)生化學反應，在化學反應的過程中，通過電機自鎖使活塞桿保持在伸出長度為L2的位置上，實時采集壓力傳感器2檢測獲得的壓力檢測信號，獲得物料化學反應過程中的壓力檢測信號與時間的對應關系；以壓力檢測信號與時間的對應關系表征膨脹力與時間的對應關系。