一種結冰體積測量裝置的製作方法
2023-07-20 06:42:51 3
本實用新型屬於風洞試驗飛機結冰產生的多孔材料體積測量技術領域，具體涉及一種結冰體積測量裝置。
背景技術：
在風洞試驗飛機結冰研究項目中，需要掌握不同結冰條件下的結冰特性，其中結冰密度是關注的重要參數之一。冰塊質量測量可以採用高精度電子秤，而體積測量沒有較高精度的儀器或方法。當前常用的結冰體積測量方法為排液體法，即在量筒中放置一定的液體，再加入冰塊，根據液面變化計算冰塊體積。這種方法存在較多局限性，冰塊吸水性、量筒低精度和虹吸現象等原因，均會產生較大測量誤差。另外，當冰塊較大時，不能應用該方法直接進行體積測量。因此，針對多孔結構的結冰，需要發展高精度結冰體積測量的裝置。
技術實現要素：
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種結冰體積測量裝置。
本實用新型的結冰體積測量裝置，其特點是：所述的測量裝置包括主體和蓋體，主體為一端開口另一端封閉的圓管Ⅰ，主體的開口端為主體開口，主體開口的外壁有主體開口螺紋；蓋體與主體配裝，蓋體的一端開口另一端封閉，蓋體的外表面為圓柱面，蓋體的內表面為圓錐面，蓋體開口端為蓋體開口，蓋體開口的內壁有與主體開口螺紋配裝的蓋體開口螺紋，圓錐面的底部與蓋體開口平行，圓錐面的頂部豎直貫通蓋體封閉端，開口處豎直放置圓管形的蓋體小開口；
所述的主體和蓋體的內表面進行拋光處理，優選鍍銀。
本實用新型的結冰體積測量裝置是一種無刻度測量裝置，通過一定體積內冰塊外液體的質量，間接計算其所佔體積和冰塊體積，內壁的光滑處理和蓋體內壁的錐狀設計，便於完全排出冰塊外部所有液體，結構簡單。本實用新型的結冰體積測量裝置將體積測量轉換為質量測量，精度較高，而且測量精度不受冰塊體積影響。
附圖說明
圖1為本實用新型的結冰體積測量裝置的主體結構示意圖；
圖2為本實用新型的結冰體積測量裝置的蓋體結構示意圖；
圖中，1.主體 2. 主體開口螺紋 3. 主體開口 4.蓋體 5. 蓋體開口螺紋 6. 蓋體開口 7.蓋體小開口。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例進一步對本實用新型詳細說明，以下實施例只是描述性的，非限定性的，不能以此限定本實用新型的保護範圍。
如圖1、2所示，本實用新型的結冰體積測量裝置包括主體1和蓋體4，主體1為一端開口另一端封閉的圓管Ⅰ，主體1的開口端為主體開口3，主體開口3的外壁有主體開口螺紋2；蓋體4與主體1配裝，蓋體4的一端開口另一端封閉，蓋體4的外表面為圓柱面，蓋體4的內表面為圓錐面，蓋體4開口端為蓋體開口6，蓋體開口6的內壁有與主體開口螺紋2配裝的蓋體開口螺紋5，圓錐面的底部與蓋體開口6平行，圓錐面的頂部豎直貫通蓋體封閉端，開口處豎直放置圓管形的蓋體小開口7；
所述的主體1和蓋體4的內表面進行拋光處理，優選方案為內表面鍍銀。
實施例1
主體1的內徑d1=12cm，h1=15cm，蓋體開口6的內徑d2=12cm，h2=6cm，蓋體小開口7的內徑d3=1.5cm，h3=1cm，主體開口螺紋2和蓋體開口螺紋5的高度h4=2cm。主體1和蓋體4均由金屬材料製作而成，主體1壁厚為1cm，主體1和蓋體4的內表面做鍍銀處理。
標定過程如下：
a1.在常溫常壓環境下，通過主體開口螺紋2和蓋體開口螺紋5將主體1和蓋體4進行旋轉密封，用電子天平稱得其重量為1875.5g；
a2.通過蓋體小開口7向結冰體積測量裝置內注入純淨水至滿，用電子天平稱得其重量為3798.2g；
a3.通過步驟1a和2a的質量差計算得到結冰體積測量裝置的容積為：3798.2g-1875.5g/1g/ml=1922.7ml；
a4.重複步驟1至3進行5次容積測量，分別得到結冰體積測量裝置容積為1922.7ml，1922.3ml，1922.4ml，1922.9ml，1922.8ml，平均後得到標定的結冰體積測量裝置容積為1922.6ml。
根據標定結果進行待測冰塊體積測量，所有步驟在-5℃左右的低溫環境中開展，步驟如下：
b1.在-5℃的低溫環境對主體1、蓋體4和5L濃度為75%的酒精進行預冷處理；
b2.預冷處理結束，將待測冰塊放入主體1中，並加入預冷的酒精近滿；
b3.旋轉主體開口螺紋2和蓋體開口螺紋5將結冰體積測量裝置的主體1和蓋體4進行密封，通過蓋體小開口7向結冰體積測量裝置中繼續注入預冷的酒精，直到滿溢為止；擦乾結冰體積測量裝置表面的酒精，然後測量注滿後的結冰體積測量裝置的質量為3512.7g；
b4.通過蓋體小開口7排出結冰體積測量裝置內預冷酒精，直至完全排完；擦乾結冰體積測量裝置表面酒精，然後測量排出後的結冰體積測量裝置的質量為1929.3g；
b5.計算排出的酒精體積為：3512.7g-1929.3g/(0.85g/ml)=1862.82ml，其中0.85g/ml是濃度為75%的酒精密度；
b6.待測冰塊的體積為：1922.6ml-1862.82ml=59.78ml。