本發(fā)明涉及膨脹率試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種簡化橡膠體積膨脹率的試驗(yàn)裝置及其試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)：

目前做橡膠體積膨脹率試驗(yàn)需要同時用到托盤天平和靜水天平，其具體的計算方式為：（1）首先在托盤天平稱量干燥狀態(tài)下試樣的質(zhì)量m₁，再通過靜水天平測試試樣在浸沒于水中時的質(zhì)量m₂，根據(jù)F_浮=ρ_液gV_排= (m₁- m₂) g得出試樣的體積V₁；（2）試樣在水中浸泡一段時間后，測試試樣的質(zhì)量m₃，再將試樣取出，擦拭表面的水分，在托盤天平稱量干燥狀態(tài)下試樣的質(zhì)量m₄，再次通過阿基米德浮力原理，測試此時試樣的體積V₂，求得橡膠體積膨脹率（V₂- V₁）/ V₁×100%。

上述的測試方法一方面需要多臺設(shè)備的使用，存在占有空間大、試驗(yàn)成本高以及操作靈活性差的不足；另一方面，由于一次試驗(yàn)只能測試一個試樣，多個試樣求平均值需要多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)后再求算均值，操作較為繁瑣；另外，橡膠的體積膨脹率與水溫等參數(shù)存在線性關(guān)系，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式不易保證測試水溫的均一性，測試誤差較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種的測試程序簡便、測試設(shè)備簡化、測試精準(zhǔn)度高的簡化橡膠體積膨脹率的試驗(yàn)裝置及其試驗(yàn)方法。

本發(fā)明通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)解決上述技術(shù)問題的：一種簡化橡膠體積膨脹率的試驗(yàn)裝置，包括天平、水箱，所述水箱位于天平的下方；所述天平包括天平本體、托盤、掛鉤，所述水箱中設(shè)置有隔板，所述隔板將所述水箱分割成若干個子水箱體，所述掛鉤相對對應(yīng)的子水箱體設(shè)置在所述天平本體的下方，所述托盤設(shè)置在所述天平本體的上方。

優(yōu)選地：所述托盤包括稱量托盤、砝碼托盤；所述掛鉤包括稱量掛鉤；所述稱量托盤、砝碼托盤分別對稱設(shè)置在所述天平本體的左端、右端；在所述天平本體的左端的下方設(shè)置有所述稱量掛鉤。

優(yōu)選地：所述掛鉤還包括平衡掛鉤，所述平衡掛鉤設(shè)置在所述天平本體的右端。

優(yōu)選地：所述天平本體為電子力學(xué)天平。

優(yōu)選地：所述水箱上方還設(shè)置有注水管，所述注水管上開設(shè)有注水口，所述注水口與所述子水箱體相對設(shè)置。

優(yōu)選地：所述水箱還包括自動加熱裝置，所述自動加熱裝置包括加熱管、溫度傳感器；所述加熱管、溫度傳感器均設(shè)置在所述水箱上。

優(yōu)選地：所述注水管上設(shè)置有水泵、在所述水箱的內(nèi)壁上還設(shè)置有液位傳感器。

一種利用如權(quán)利要求上述的簡化橡膠體積膨脹率的試驗(yàn)裝置進(jìn)行橡膠體積膨脹率試驗(yàn)的方法，包括以下步驟：

（1）將待測橡膠裁剪成規(guī)定大小后分別放置于天平的托盤上進(jìn)行稱量，分別記錄各試樣質(zhì)量m_a1、m_a2……m_an；

（2）在水箱注水，將稱量后的試樣分別掛置于天平下方的掛鉤上進(jìn)行稱量，記錄各試樣在水中的總質(zhì)量m_b；

（3）對水箱中的水進(jìn)行加熱至設(shè)定溫度后，浸泡，再稱量此時各試樣在水中的總質(zhì)量m_c；

（4）再將各試樣從水箱中取出后，分別設(shè)于托盤上進(jìn)行稱量，記錄各試樣的質(zhì)量m_d1、m_d2……m_dn；

（5）計算各試樣體積膨脹倍率平均值：

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本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：將傳統(tǒng)的托盤天平與靜水天平進(jìn)行高度集成，通過一個設(shè)備就能實(shí)現(xiàn)對試樣體積膨脹率的測試，達(dá)到簡化測試程序、簡化測試設(shè)備、解決試驗(yàn)占用空間、節(jié)約成本的技術(shù)效果。

在天平本體的底部設(shè)置多個掛鉤、并用隔板將水箱分為完全隔離子水箱體部分，使試樣間互相獨(dú)立，杜絕試樣疊加情況的發(fā)生；從而實(shí)現(xiàn)了單次試驗(yàn)求均值的效果。

進(jìn)一步，通過設(shè)置自動加熱裝置，通過溫度傳感器實(shí)施在線監(jiān)測水箱的溫度，保持水箱的水溫均一。

進(jìn)一步，通過設(shè)置液位傳感器，實(shí)現(xiàn)自動補(bǔ)水的效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種簡化橡膠體積膨脹率的試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明一種簡化橡膠體積膨脹率的試驗(yàn)裝置中試樣浸沒于水中的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明一種簡化橡膠體積膨脹率的試驗(yàn)裝置中天平為電子力學(xué)天平時的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步描述本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對其作進(jìn)一步說明。

如圖1-2所示，本發(fā)明公開一種簡化橡膠體積膨脹率的試驗(yàn)裝置，包括天平、水箱2，水箱2位于天平的下方。天平包括天平本體11、托盤、掛鉤，水箱2中設(shè)置有隔板21，隔板21將水箱2分割成若干個子水箱體22，掛鉤相對對應(yīng)的子水箱體22設(shè)置在天平本體11的下方，托盤設(shè)置在天平本體11的上方。

在一些實(shí)施例中：托盤包括稱量托盤121、砝碼托盤122。掛鉤包括稱量掛鉤131。稱量托盤121、砝碼托盤122分別對稱設(shè)置在天平本體11的左端、右端。在天平本體11的左端的下方設(shè)置有稱量掛鉤131。稱量托盤121、稱量掛鉤131用以放置試樣5，砝碼托盤122用以放置砝碼。

本發(fā)明的稱量掛鉤131可以伸入至子水箱體22的開口區(qū)域中，將試樣5直接懸掛在稱量掛鉤131上，測試時，掛鉤131與水面優(yōu)選不接觸?；蛘咄ㄟ^細(xì)繩6或者細(xì)帶或者細(xì)線將試樣5懸掛在稱量掛鉤131上。本發(fā)明的細(xì)繩6或者細(xì)帶或者細(xì)線其體積遠(yuǎn)小于試樣的體積、質(zhì)量，優(yōu)選地，為試樣的體積、質(zhì)量千分之一以下，其存在對測試的影響可以忽略不計。在試驗(yàn)時，還可以始終扣除細(xì)繩6或者細(xì)帶或者細(xì)線的質(zhì)量，進(jìn)一步控制測試精度。

在一些實(shí)施例中：掛鉤還包括平衡掛鉤132，平衡掛鉤132設(shè)置在天平本體11的右端的下方。平衡掛鉤132用以與稱量掛鉤131保持對稱、平衡。

如圖3所示，在一些實(shí)施例中：天平1為電子力學(xué)天平。電子力學(xué)天平設(shè)置在支撐架7中，電子力學(xué)天平可以為武漢格萊莫檢測設(shè)備有限公司的TS10002靜水力學(xué)天平，也可以是其他現(xiàn)有技術(shù)的電子天平。

如圖1所示，在一些實(shí)施例中：水箱2上方還設(shè)置有注水管31，注水管31上開設(shè)有注水口32，注水口32與子水箱體22相對設(shè)置。

如圖1所示，在一些實(shí)施例中：水箱2還包括自動加熱裝置，自動加熱裝置包括加熱管24（圖中未畫出）、溫度傳感器23。加熱管24、溫度傳感器23均設(shè)置在水箱2的內(nèi)壁上。

溫度傳感器23與控制器或單片機(jī)或者處理器連接，用以將溫度信號輸送至控制器或單片機(jī)或者處理器，控制器或單片機(jī)或者處理器與加熱管24連接，當(dāng)水溫高于設(shè)定值時，用以驅(qū)動加熱管24停止工作；當(dāng)水溫低于設(shè)定值時，用以驅(qū)動加熱管24開始工作。

如圖1所示，優(yōu)選地：注水管31上設(shè)置有水泵33、在水箱2的內(nèi)壁上還設(shè)置有液位傳感器34。

液位傳感器34與控制器或單片機(jī)或者處理器連接，用以將水箱2的水位高度信號輸送至控制器或單片機(jī)或者處理器，控制器或單片機(jī)或者處理器與加熱管24連接，當(dāng)水位高于設(shè)定值時，用以驅(qū)動水泵33停止工作；當(dāng)水位低于設(shè)定值時，用以驅(qū)動水泵33開始工作，將外界的水源抽入至水箱2中。為了實(shí)現(xiàn)注入至子各個水箱2體的水始終在同一高度，方便操控，本實(shí)施例的若干個子水箱體22形狀大小完全相同。

本發(fā)明還提供一種利用如權(quán)利要求上述的簡化橡膠體積膨脹率的試驗(yàn)裝置進(jìn)行橡膠體積膨脹率試驗(yàn)的方法，包括以下步驟：

（1）將待測橡膠裁剪成規(guī)定大小后分別放置于天平的托盤上進(jìn)行稱量，分別記錄各試樣質(zhì)量m_a1、m_a2……m_an。

（2）在水箱注水，將稱量后的試樣分別掛置于天平下方的掛鉤上，并保證試樣完全浸沒于水中，進(jìn)行稱量，記錄各試樣在水中的總質(zhì)量m_b。

（3）對水箱中的水進(jìn)行加熱至設(shè)定溫度，浸泡設(shè)置時間后，再稱量此時各試樣在水中的總質(zhì)量m_c。

（4）再將各試樣從水箱中取出后，擦拭表面水分，分別設(shè)于托盤上進(jìn)行稱量，記錄各試樣的質(zhì)量m_d1、m_d2……m_dn。

（5）計算各試樣體積膨脹率平均值：

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另外，本發(fā)明也可以采用傳統(tǒng)的方式分別測得每個試樣的體積膨脹率，然后在求均值，再將該均值與本發(fā)明的方法求得的均值比較。

以上僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明創(chuàng)造，凡在本發(fā)明創(chuàng)造的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。