Способ определения плотности тел



Способ определения плотности тел
Способ определения плотности тел

 


Владельцы патента RU 2618504:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинский государственный педагогический университет" (ФГБОУ ВПО "ЧГПУ") (RU)

Использование: анатомические, физиологические и экологические исследования при определении объемов трахейной системы насекомых и других внутриполостных газовых объемов беспозвоночных животных, а также измерительная техника при определении объемов газа в упругих телах. Способ определения плотности тел, вначале определяют плотность твердой составляющей этого тела путем заключения его в кювету и определения веса этой кюветы в несмачиваемой это тело жидкости при нормальном и пониженном давлении. После определения плотности твердой составляющей этого тела определяют объем газа в теле, для чего тело помещают в жидкость, способную смачивать это тело, создают давление в ней до взвешенного состояния тела и определяют относительную величину изменения объема газа, а затем рассчитывают объем газа в теле по формуле: где m - масса исследуемого тела, ΔVk - коэффициент сжатия газа при увеличении давления от нормальной величины до величины, при которой тело находится во взвешенном состоянии, равный VкРн/VкРа, где VkPh - объем воздуха в капилляре-манометре при нормальном давлении, VкРа - объем воздуха в капилляре-манометре при повышенном давлении, ρ2 - плотность смачиваемой тело жидкости, Ρ - плотность твердой составляющей тела. При этом в качестве объекта исследования можно использовать насекомое. Техническим результатом является возможность измерения при определении плотности тела объема находящихся в нем газов.1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к способам определения физических свойств тел, в частности плотности тел малого размера, в которых возможно определить объем находящегося в них газа.

Известен способ определения плотности любого физического тела путем измерения его массы на весах, определения его объема и дальнейшего расчета плотности как отношения массы и объема (http: // www.Kakprosto.ru/kak-54370-kak).

Недостатком этого способа являются низкие технологические возможности. Он не позволяет определить плотность тел с малыми геометрическими размерами.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту предлагаемому является способ определения плотности мелкодисперсных твердых тел, включающий взвешивание исследуемого тела, помещенного в измерительную кювету (Патент РФ на изобретение №2203480, Способ определения плотности твердых тел, МПК G01N 9/10, от 27.04.2003). Взвешивание осуществляют в рабочей жидкости в воздушном пузыре вначале при нормальном давлении, затем - при пониженном. После этого очищают кювету от исследуемого тела, заполняют ее рабочей жидкостью и определяют вес кюветы в рабочей жидкости. Затем рассчитывают плотность исследуемого тела.

Этот способ позволяет определить плотность твердой составляющей тела, но он не позволяет определить объем находящегося в теле газов. Следует заметить, на практике возникает необходимость определения этого объема, например, в биологии при определении внутриполостного объема газа в теле мелких насекомых (божьи коровки, жуки, блохи), а также в упругих телах.

Таким образом, недостатком наиболее близкого аналога является то, что он не позволяет определить наряду с плотностью объем газа в этом теле.

Задачей предлагаемого решения является устранение этого недостатка, а именно возможность измерения при определении плотности тела объема находящихся в нем газов.

Поставленная задача решается тем, что в способе определения плотности тел, в котором определяют плотность твердой составляющей этого тела путем заключения его в кювету и определения веса этой кюветы в несмачиваемой это тело жидкости при нормальном и пониженном давлении, согласно предлагаемому решению после определения твердой составляющей этого тела определяют объем газа в теле, для чего тело помещают в жидкость, способную смачивать это тело, создают давление в ней до взвешенного состояния тела и определяют относительную величину изменения объема газа, а затем рассчитывают объем газа в теле по формуле:

Vr=mΔVk2-Р, где

m - масса исследуемого тела,

ΔVk - коэффициент сжатия газа при увеличении давления от нормальной величины до величины, при которой тело находится во взвешенном состоянии, равный VкPн/VкРа, где VкPн - объем воздуха в капилляре-манометре при нормальном давлении, VкРа - объем воздуха в капилляре-манометре при повышенном давлении,

ρ2 - плотность смачиваемой тело жидкости,

Р - плотность твердой составляющей тела.

При этом в качестве объекта исследования можно использовать насекомое.

Помещение тела после определения твердой его составляющей плотности в жидкость, способную смачивать это тело (чаще всего масло), позволит вытеснить газ в теле и по разнице изменения нормального давления и давления во взвешенном состоянии тела рассчитать объем находящегося в нем газа. Начальное помещение кюветы с телом в несмачиваемую тело жидкость (вода) не позволяет проникнуть ей внутрь кюветы, т.е. ведет к появлению воздушного пузыря, в которой находится испытуемое тело. Дальнейшее помещение тела в смачиваемую его жидкость (масло) позволяет смочить внешнюю поверхность тела, но не проникнуть во внутренние поры тела.

Предлагаемый способ определения плотности проиллюстрирован схемой установки для определения объема газа в теле, состоящей из сосуда 1 с жидкостью, капилляра-манометра 2, гидроцилиндра 3.

Способ осуществляется следующим образом.

Тело, например насекомое, взвешивают на воздухе. Помещают тело в измерительную кювету, опускают кювету в несмачиваемую это тело жидкость (дистиллированную воду) и взвешивают в воздушном пузыре вначале при нормальном давлении, а затем при пониженном. Затем кювету вытаскивают из жидкости, освобождают ее от исследуемого тела, заполняют ее рабочей жидкостью и определяют вес кювету в рабочей жидкости. После этого рассчитывают плотность твердой составляющей тела по заявленной в наиболее близком аналоге формуле.

После определения твердой составляющей Р тела его помещают в прозрачный сосуд 1 с жидкостью, способную смачивать это тело (масло) с известной плотностью (ρ2). Испытания проводят в сосуде 1, снабженном капилляром-манометром 2 и гидроцилиндром 3. Определяют объем воздуха в капилляре-манометре при нормальном давлении (VкPн). Создают давление (Ра) в рабочей жидкости до погружения тела и нахождения его во взвешенном состоянии. Измеряют объем воздуха в капилляре - манометре при повышенном давлении (\/кРа). Определяют коэффициент сжатия газа при изменении давления от нормального до давления во взвешенном состоянии тела (ΔVk=VкPн/VкPa).

После этого объем внутриполостного газа в теле, например насекомого, рассчитывают по формуле:

Vr=mΔVk2-Р, где

m - масса исследуемого тела,

ΔVk - коэффициент сжатия газа при увеличении давления от нормальной величины до величины, при которой тело, например насекомое, находится во взвешенном состоянии,

ρ2 - плотность смачиваемой тело жидкости,

Р - плотность твердой составляющей тела.

Согласно предлагаемому способу определен объем внутриполостного газа в теле божьей коровки. Плотность твердой составляющей коровки при использовании дистиллированной воды составила 120 кг/м3. Объем газа в ней составил 2,76×10-8 м3.

Предлагаемый способ найдет применение в анатомических, физиологических и экологических исследованиях при определении объемов трахейной системы насекомых и других внутриполостных газовых объемов беспозвоночных животных, а также в измерительной технике при определении объемов газа в упругих телах.

1. Способ определения плотности тел, в котором определяют плотность твердой составляющей этого тела путем заключения его в кювету и определения веса этой кюветы в несмачиваемой это тело жидкости при нормальном и пониженном давлении, отличающийся тем, что после определения твердой составляющей этого тела определяют объем газа в теле, для чего тело помещают в снабженный капилляром-манометром прозрачный сосуд с жидкостью, способную смачивать это тело, создают давление в ней до взвешенного состояния тела и определяют относительную величину изменения объема газа, а затем рассчитывают объем газа в теле по формуле:

Vr=mΔVk2-Р, где

m - масса исследуемого тела,

ΔVk - коэффициент сжатия газа при увеличении давления от нормальной величины до величины, при которой тело находится во взвешенном состоянии, равный VкPн/VкPa, где VкPн - объем воздуха в капилляре-манометре при нормальном давлении, VкPa - объем воздуха в капилляре-манометре при повышенном давлении,

ρ2 - плотность смачиваемой тело жидкости,

Р - плотность твердой составляющей тела.

2. Способ определения плотности тел по п. 1, отличающийся тем, что определяют плотность насекомого.



 

Похожие патенты:

Использование: для измерения плотности твердых тел. Сущность изобретения заключается в том, что мобильный рентгеновский плотномер включает рентгеновский генератор с окном, формирующим широкополосный панорамный пучок излучения, два энергодисперсионных детектора, регистрирующих излучение, обратно рассеянное от анализируемого объекта, два датчика расстояния для учета влияния изменения геометрии в процессе измерения при движении, при этом между детекторами и окном рентгеновского генератора установлена мишень из материала, испускающего характеристическое рентгеновское излучение с энергией в диапазоне от 15 до 35 кэВ, выполненная в виде удлиненной прямоугольной пластины, изогнутой по поперечной оси симметрии и обращенной выпуклой поверхностью в сторону окна рентгеновского генератора и узкими сторонами к детекторам, а каждый детектор снабжен дополнительным коллиматором, пропускающим пучок характеристического рентгеновского излучения мишени в детектор.

Способ относится к области измерительной техники и может быть использован для оперативного контроля уровня и плотности жидкости в баках резервуарного парка, что актуально для предприятий нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, авиационной, медицинской, пищевой промышленности.

Изобретение относится к медицине, а именно к медицинской технике, и может быть использовано для измерения плотности биологической текучей среды неинвазивным способом.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения уровня, мгновенной и интегральной насыпной плотности груза в полувагонах железнодорожного транспорта, обнаружения негабаритного груза, выявления отклонений от сортности, а также для построения распределения уровня (насыпной плотности) по длине полувагона.

Изобретение касается устройства и способа определения плотности жидкости, в частности, сжиженного газа. Устройство для определения плотности жидкости содержит поплавок (20), по меньшей мере одну воздействующую на поплавок (20) измерительную пружину (30, 40), упругая деформация которой является мерой подъемной силы поплавка (20), и магнит (28), который предназначен для регистрации упругой деформации измерительной пружины (30, 40) посредством магнитострикционной системы измерения положения.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерении плотности сырой нефти в градусах API. Устройство для применения при измерении плотности сырой нефти в градусах API содержит трубопровод (1) для нефти, термопару (4) в трубопроводе для измерения температуры нефти при контакте с ней, сапфировое окно (3) в трубопроводе, инфракрасный термометр (5, 6) для измерения температуры нефти через окно и средство (20) для сравнения измерений температуры, полученных термометрами, с получением меры излучательной способности сырой нефти и, таким образом, ее плотности в градусах API.

Изобретение относится к горно-перерабатывающей промышленности и может быть использовано в процессах переработки и обогащения железорудного сырья, что ферромагнитные свойства.
Изобретение относится к горно-перерабатывающей промышленности и может быть использовано для контроля плотности суспензии, содержащей ферромагнитные частицы, которые представлены различными соединениями железа и других металлов, физико-механические свойства которых определяют вероятность взаимодействия с магнитным полем.

Изобретение относится к области методов выявления структурных дефектов кристаллов и может быть использовано для исследования дислокационной структуры и контроля качества кристаллов германия.

Изобретения относятся к вибрационным денситометрам и, более конкретно, к вибрационному денситометру с вибрационным элементом для вибрационного денситометра, имеющего улучшенное разделение колебательных мод.
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам для определения различных параметров жидкостей, в частности нефтепродуктов, хранимых или перевозимых в резервуарах, например железнодорожных цистернах, и может быть использовано в системах определения объема и массы жидкостей. Вибрационный датчик с термопреобразователем перемещают в исследуемой жидкости с помощью шагового двигателя, измеряют характеристики плотности, вязкости и температуры сред в резервуаре на различных глубинах погружения датчика за определенную длину его перемещения и определяют на основании измеренных характеристик сред параметры уровней расслоения жидкостей и уровней границ раздела сред жидкость/воздух, нефтепродукт/подтоварная вода. Перемещение датчика в жидкости производят в два этапа: сначала датчик погружают в исследуемую жидкость до самого дна резервуара и получают грубую информацию об уровнях границ раздела сред, а затем поднимают датчик до его выхода из жидкости, один или несколько раз останавливая его и производя точные измерения характеристик сред. При необходимости более точных измерений уровня границы раздела сред нефтепродукт/подтоварная вода при подъеме датчика его однократно/несколько раз перемещают возвратно-поступательно через предполагаемую границу раздела сред. Техническим результатом является повышение достоверности измерений. 1 з.п. ф-лы.

Использование: для проверки вибрационного датчика. Сущность изобретения заключается в том, что измеряют множество температур с использованием температурного датчика и измеряют множество периодов времени датчика с использованием сборки датчика. Определяют среднюю температуру и средний период времени датчика. Компенсируют средний период времени датчика с использованием средней температуры, генерируя при этом компенсированный период времени датчика. Сравнивают компенсированный период времени датчика с эталонным периодом времени датчика. Указывают результаты. В дополнительных вариантах воплощения среднеквадратичное отклонение множества температур или множества периодов времени датчика сравнивается с пределом и указывается стабильность датчика. В дополнительных вариантах воплощения разность между измеренной плотностью и эталонной плотностью текучей среды компенсируется с использованием высоты и средней температуры. Технический результат: повышение достоверности результатов проверки вибрационного датчика. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх