專利名稱：比重測定裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種測定固體的比重的比重測定裝置，例如能夠用于獲得金或鉬的純度、或是橡膠或塑料等固體的物性。
背景技術：
公知的比重測定裝置是例如在日本實用新案公報的實公平4-49571號公報所記載的。此比重測定裝置由液槽、被測定物承受構件、空中載置構件及計量裝置所構成，其中該液槽裝有液體；該被測定物承受構件通過支撐裝置而非接觸地被收容在液槽內且液槽內的液體流出流入自如；該空中載置構件被支撐裝置支撐且載置被測定物，用以測定被測定物在空氣中的重力；而該計量裝置通過支撐裝置而支承被測定物承受構件；并且該計量裝置具備傳感器及計測部，其中該傳感器將作用于被測定物承受構件的重量變換成為電子信號；而該計測部系用以計測被測定物被載置在空中載置構件時的傳感器的輸出信號、以及被測定物在被測定物承受構件沉入液體而被載置時的來自傳感器的輸出信號的被測定物的比重，而且，該空中載置構件由蓋體所構成，該蓋體以液槽的上部開口部為全面開閉的方式被安裝在支撐裝置上。然后，在使用該比重測定裝置時，在安裝由蓋體所構成的空中載置構件且在將液槽上部的開口部關閉的狀態下，將被測定物載置在空中載置構件的上面而測定其空中重量之后，將空中載置構件從支撐裝置拆下且在將液槽上部開口部開放的狀態下將前述被測定物投入水中而使其載置在被測定物承受構件，隨后再次在將空中載置構件關閉的狀態下測定被測定物的水中重量，通過如此進行而測定的被測定物的空中重量與水中重量的差異來測定被測定物的比重。

發明內容
上述公知的比重測定裝置系在使用時，必須開閉由蓋體所構成的空中載置構件，其開閉操作不僅麻煩，而且由于空中載置構件的開閉動作而對計量裝置內部造成沖擊，而有計測值產生微妙的偏差和不準確而使比重的測定精確度低落的問題。鑒于上述情形，本發明的目的在于提供一種不必使空中載置構件逐次開閉而能夠謀求提升比重的測定精確度的比重測定裝置，在根據本發明的實施例的比重測定裝置，為了參考而附加后述實施形態的參照符號來進行說明時，系為一種由液槽1、被測定物承受構件3、空中載置構件4及計量裝置5所構成的比重測定裝置，其中該液槽I裝有液體L ;該被測定物承受構件3通過支撐裝置2而非接觸地被收容在液槽I內且液槽I內的液體L系流出入自如；該空中載置構件4被支撐裝置2支撐且用以載置被測定物M，來測定被測定物M在空氣中的重力；而該計量裝置5通過支撐裝置2而支承被測定物承受構件3 ;并且該計量裝置5具備傳感器6及計測部7，該傳感器6將作用于被測定物承受構件3的重量變換成為電子信號；而該計測部7以被測定物M被載置在空中載置構件4時傳感器6的輸出信號、以及被測定物M在被測定物承受構件3進行液體沈沒而被載置時來自傳感器6的輸出信號來計測被測定物M的比重，而且，該空中載置構件4系不完全地覆蓋液槽I的上部開口部0，而是以覆蓋其開口部O的一部分且開放其它部分的方式設置，以將被空中載置構件4載置的被測定物M直接落入被測定物承受構件3上。依照上述結構的本發明的比重測定裝置，空中載置構件4不是如先前的比重測定裝置系全面地覆蓋液槽I的上部開口部0，而是以覆蓋其開口部0的一部分且開放其它部分的方式設置，能夠將被空中載置構件4載置的被測定物M直接落入被測定物承受構件3上，因為不必如先前裝置一個個開閉空中載置構件，能夠節省空中載置構件開閉操作的勞力和時間且作業能夠簡單地進行，同時因為不會對計量裝置5的內部造成沖擊，計測值不會有產生微妙的偏差和不準確的顧慮，而能夠謀求提升比重的測定精確度。在實施上述結構的本發明時，具體上系如申請專利范圍2所記載，前述支撐裝置2系由支撐框體13、四根索體14及底框體15所構成，其中該支撐框體13系通過四個支柱部11及連接該等支柱部11的間的橫框部12整體形成為大略四方形框狀；該四根索體14系從該四方形框狀支撐框體13的各支柱部11的上端部各自被垂下，用以懸吊支撐被測定物承受構件3 ;而該底框體15系被固定在前述計量裝置5的傳感器6的接受部6a而支撐前述四方形框狀支撐框體13的支柱部11的下端部。通過將前述支撐裝置2以此種方式構成，使支撐裝置2的結構變得更簡單，能夠謀求支撐裝置2的重量減輕化，藉此而能夠使測定精確度提升，而且使支撐裝置2的組裝及分解變得更容易。此外，在前述支撐裝置2的四方形框狀支撐框體13的各支柱部11的上端部，四個支撐臂16凸設在前述四方形框狀支撐框體13的對角線方向，且索體14的上端部被固定在從各支撐臂16的前端突出的突起部16a，而該索體14的下端部被固定在突起部3d，該等突起部3d各自凸設于前述被測定物承受構件3的外周部的特定位置，因為通過該等四根索體14懸吊支撐被測定物承受構件3，因此通過索體14設置測定物承受構件3的作業變得更容易。此外，由于被測定物承受構件3系設為以下結構由底板3a及凸設在該底板3a的周緣部的周壁部3b所構成，而且在底板3a設置有多數的貫穿孔3c，因此能夠通過例如塑料成形而容易地形成該被測定物承受構件3。而且，由于空中載置構件4系設為以下結構將其基端部樞接在支撐裝置2側而能夠變更姿勢為水平姿勢及立起姿勢，其中該水平姿勢系覆蓋前述開口部0的一部分；而該立起姿勢系從水平姿勢立起，因此在使用比重測定裝置的前，使支撐裝置2內收容液槽I時，通過使空中載置構件4變更為立起姿勢，而使液槽I的收容作業變得更容易。此外，由于空中載置構件4系采用以下結構由平板部4a及被測定物載置部4b所構成，其中該被測定物載置部4b以從該平板部4a的前端側中央部沿著平板部4a的方式整體突出而形成緩和的凹狀皿形；且以其緩和的凹狀皿形的被測定物載置部4b載置被測定物M，因此在測定時使被測定物載置部4b載置于此種凹狀皿形的被測定物載置部4b時，能夠防止被測定物載置部4b從空中載置構件4意外地滾落等的不良情況。此外，因為該凹狀皿形的被測定物載置部4b系緩和的凹狀皿形，使落下至液槽I內不會有任何問題而能夠容易地落下。而且，如申請專利范圍7所記載，若采用以下結構在空中載置構件4的前端部，具有與空中載置構件4同一平面狀且能夠拆卸地連結擴大構件24，該擴大構件24形成能夠覆蓋前述開口部0的其它部分的大小而將空中載置構件4擴大，因此能夠載置空中載置構件4容納不下的較大的被測定物M,而進行其測定。


圖1為從正面側觀察本發明的比重測定裝置的外觀斜視圖。圖2(a)為本發明的比重測定裝置的縱剖側面圖，(b)為本發明的比重測定裝置的框圖。圖3(a)是顯示本發明的比重測定裝置之中的支撐裝置、被測定物承受構件及立起姿勢的空中載置構件的斜視圖，圖3(b)顯示空中載置構件的安裝狀態的縱剖面側視圖。圖4(a)是顯不液槽的斜視圖，圖4(b)是顯不裝置基座部的斜視圖。圖5(a)為空中載置構件連結擴大構件的狀態的剖面圖，(b)為空中載置構件連結擴大構件的狀態下，沿著(a)的X-X線進行剖面而成的剖面圖。主要組件符號說明

1:液槽Ia:底壁部Io:半球狀突起L:液體2 :支撐裝置3 :被測定物承受構件3a:底板3b :周壁部3c :貫穿孔3d :突起部4 :空中載置構件4a :平板部4b :被測定物載置部5 :計量裝置6 電磁傳感器6a :接受部7:計測部8 :殼體9:固定板10 :支撐腳IOa:上部開口11 :支柱部12 :橫框部M :被測定物13 :支撐框體14 :索體15 :底框體15a :嵌合壁部15b :穴部
15c:凸部16 :支撐部16a :突起部17 :樞軸部18 :增幅器19 =A-D 變換器20 :處理裝置(CPU)21:內存22 :輸入鍵22a :第 I 鍵22b :第 2 鍵23 :顯示部24 :擴大構件24a :前端緣25 :卡嵌凹部25a L字形部片26 :卡嵌凸部26a:四方板狀突片26b:缺 口槽部26c :外側部片26d:山形突起30 :小螺釘0:開口部Wl :外尺寸W2 內尺寸W3 :外尺寸
具體實施例方式以下，基于圖式而說明本發明的較佳實施形態時，在圖1及圖2(a)中，比重測定裝置由四方筒形液槽1、被測定物承受構件3、空中載置構件4及計量裝置5所構成，其中該四方筒形液槽I裝有液體L ;通過支撐裝置2將該被測定物承受構件3與液槽I非接觸地收容在該液槽I內且液槽I內的液體L能夠自如地流入流出被測定物承受構件3 ;該空中載置構件4被支撐裝置2支撐且用以載置被測定物M，來測定被測定物M在空氣中的重力；而該計量裝置5通過支撐裝置2而支承被測定物承受構件3 ;并且計量裝置5具備該電磁式的傳感器6及計測部7，該電磁式的傳感器6將作用于被測定物承受構件3的重量變換成為電子信號；而該計測部7根據被測定物M被載置在空中載置構件4時的傳感器6的輸出信號以及被測定物M沉沒在液體中并被載置在被測定物承受構件3時來自傳感器6的輸出信號來計測被測定物M的比重，而且，該比重測定裝置的特征是該空中載置構件4不是如公知的比重測定裝置為全面地覆蓋液槽I的上部開口部0，而是以覆蓋其開口部0的一部分且使其它部分開放的方式設置，不必將該空中載置構件4拆卸，而是可在將被空中載置構件4載置保持原來的狀態下使被測定物M落入被測定物承受構件3上。針對上述比重測定裝置的結構進行更詳細地說明時，液槽I如圖2(a)及圖4(a)所示，在底壁部Ia下面的四角落部，具有各自向下突出的半球狀突起10，通過將該等半球狀突起Io銜接在中空錐狀支撐腳10的上部開口 10a(參照第4圖(b))，能夠安定地被支撐，其中該中空錐狀支撐腳10凸設在中央部設有開口的油炸圈餅(doughnuts)狀的固定板9上，其中該油炸圈餅狀的固定板9固定在計量裝置5的殼體8上面。被測定物承受構件3如圖2(a)及圖3(a)所示，由矩形狀的底板3a及周壁部3b所構成，其中該周壁部3b系沿著底板3a的周緣部凸設，且在底板3a設置有多數的貫穿孔3c。支撐裝置2如圖2 (a)、圖3 (a)及圖4 (b)所示，由支撐框體13、四根索體14及底框體15所構成，其中該支撐框體13通過各自橫剖面為圓弧狀的四個支柱部11及連接該等支柱部11之間的橫框部12整體形成為大略四方形框狀；該四根索體14從該四方形框狀支撐框體13的各支柱部11的上端部垂下，用以懸吊支撐被測定物承受構件3 ;而該底框體15在四角落部凸設有圓弧狀的嵌合壁部15a且在嵌合壁部15a的內側附近具有穴部15b，其中四方形框狀支撐框體13的各支柱部11的下端部從外側嵌合圓弧狀的嵌合壁部15a ;而穴部15b是為了前述支撐腳10能夠以不接觸底框體15的方式貫穿其中。如圖2(a)所示，前述底框體15在四角落部支撐前述四方形框狀支撐框體13的四個支柱部11的下端部，且中央部側下側面往下方凸面狀地突出，而且在其凸部15c的中央部處通過小螺釘30而被固定在前述傳感器6的接受部6a上。在上述四方形框狀支撐框體13的各主柱部11，在其上端部如圖3(a)所表示，支撐臂16凸設在四方形框狀支撐框體13的對角線方向，且在從各支撐臂16的前端突出的突起部16a，例如由細金屬線所構成的索體14的上端部被固定，且該索體14的下端部被固定在突起部3d，該等突起部3d各自凸設在前述被測定物承受構件3的周壁部3b的四角落的外角落部，如此進行而通過該等四根索體14將被測定物承受構件3懸吊支撐。參照圖1 3時，空中載置構件4以一半程度平面地覆蓋液槽I的上部開口部0的方式，通過在四方形框狀支撐框體13的相鄰支柱部11、在支柱部11上端部的樞軸部17、17，而能夠在覆蓋開口部0的水平姿勢、及從該水平姿勢立起的立起姿勢之間可變更姿勢的樞接。在圖3(b)，將處于水平姿勢的空中載置構件4以實線顯示，而將立起姿勢的空中載置構件4以假想線顯示。該空中載置構件4由平板部4a及被測定物載置部4b所構成，其中該被測定物載置部4b從該平板部4a的前端側中央部突出且形成緩和的凹狀皿形；而且在其緩和的凹狀皿形的被測定物載置部4b載置被測定物M(參照圖1及圖2(a))。如此，因為空中載置構件4具有形成凹狀皿形的被測定物載置部4b，在測定時使被測定物載置部4b載置于此種凹狀皿形的被測定物載置部4b時，能夠防止被測定物載置部4b從空中載置構件4意外地滾落等的不良情況。此外，因為該凹狀皿形的被測定物載置部4b是緩和的凹狀皿形，使落下至液槽I內不會有任何問題而能夠容易地落下。圖2(b)是顯示計量裝置5的框圖。參照該圖式時，在由支撐框體13、四根索體14及底框體15所構成的支撐裝置2的底框體15所施加的負重，通過電磁式的傳感器(電磁式傳感器)6變換成為電子信號，其輸出信號通過在計測部7進行各種運算，而能夠計測并顯示比重。計測部7由增幅器18、A-D變換器19、處理裝置(CPU) 20、內存21、輸入鍵22及顯不部23所構成,其中該增幅器18將電磁傳感器6的輸出信號增幅而輸出對應負重的模擬信號；該A-D變換器19將模擬信號變換成為數字信號；而該處理裝置(CPU) 20由微電腦所構成。此外，作為傳感器6，雖然亦能夠使用負荷傳感器(load cell)，但因為電磁式傳感器(電磁傳感器)能夠算出較高精確度的值，所以在此使用電磁傳感器。在此將上述的構成與作用共同進行更具體的說明。如圖2(a)所示，在液槽I內裝有水L的狀態下，而且在未將被測定物M載置在空中載置構件4上且未放入液槽I內的狀態下，通過按壓輸入鍵部22的第I鍵22a (參照圖1),將此時電磁傳感器6的輸出信號、亦即被測定物承受構件3、空中載置構件4及支撐裝置2 (由支撐框體13、索體14及底框體15所構成)的重量A歸零(reset)，在內存21內系記憶為“0”，同時在顯示部23亦顯示“O”。此時所測得的被測定物承受構件3給予傳感器6的壓力，是從被測定物承受構件3、空中載置構件4及支撐裝置2 (由支撐框體13、索體14及底框體15所構成)的重力，減去水L對被測定物承受構件3施加的浮力后的值。其次，如圖2(a)的實線圖所表示，通過將被測定物M載置在空中載置構件4的被測定物載置部4b上，能夠測定其空中重量且顯示于顯示部23，在其狀態下，通過按壓輸入鍵22的第2鍵22b，而將其空中重量Ml記憶在內存21內。隨后，通過將載置于被測定物載置部4b的被測定物M如圖2 (a)的假想線所表示，從被測定物載置部4b的前端部輕輕地滑落且被接收在沒入液槽I的水L中的被測定物承受構件3上，來測定被測定物M的水中重量M2，并通過處理裝置20與該測定一并進行S = M1+(M1_M2) (I)的運算，并且將其運算結果的比重S顯示在顯示部23。此外，將被測定物M載置在空中載置構件4上而測定其空中重量的后，將該被測定物M拿起時，空中重量變為零，通過檢測出這種狀況，顯示部23從重量顯示自動地切換成比重S顯示,重量或比重顯示的意旨也能夠顯示。從上述的實施形態的說明可得知，該比重測定裝置的空中載置構件4不是如公知的比重測定裝置全面地覆蓋液槽I的上部開口部0，而是覆蓋其開口部0的一部分、例如覆蓋一半程度而使其它部分敞開的方式設置，能夠使載置于該載置構件4的被測定物M直接落入被測定物承受構件3上，因為不必如先前的裝置逐次開閉空中載置構件，能夠節省空中載置構件開閉操作的勞力和時間且作業能夠簡單地進行，同時因為不會對計量裝置5的內部造成沖擊，計測值不會有產生微妙的偏差和不準確的顧慮，因此能夠謀求提升比重的測定精確度。該空中載置構件4由塑料制成，而且如上述，以覆蓋液槽I的上部開口部0的一部分而敞開其它部分的方式設置，而在測量該空中載置構件4容納不下的較大的被測定物M時，亦可以按需要使空中載置構件4的前端部側以能夠拆卸的方式連結擴大構件24，其中該擴大構件24由塑料制成且形成能夠覆蓋開口部0的其它部分的大小而將空中載置構件4擴大。在圖1將該擴大構件24以假想線顯示，且將其詳細的安裝結構顯示在圖5。亦即在將該擴大構件24連結至空中載置構件4時，如圖5(b)所表示，將擴大構件24的前端緣24a形成與空中載置構件4的前端緣4o的形狀對應的互補形狀，同時空中載置構件4在其前端部側下側面的兩側，設置有如圖3(a)、圖5(a)、圖5(b)所示的卡嵌凹部25、25，而且擴大構件24在其前端緣24a，以其上側面與擴大構件24的下面為同一平面的降級狀凸設卡嵌凸部26、26，其中該卡嵌凸部26、26系插脫自如地卡嵌在空中載置構件4的前端部側下側面卡嵌凹部25、25。此外，圖5(b)沿著(a)的X-X線進行剖面而成的剖面圖，但是省略在空中載置構件4的基端部下側面所設置的樞軸部17的圖示。在空中載置構件4 一側的各卡嵌凹部25在預定間隔配設一對剖面為L字形部片25a、25a而成，擴大構件24 —側的各卡嵌凸部26在四方板狀突片26a的前端部兩側設置缺口槽部26b、26b，在各缺口槽部26b的外側部片26c的外側面形成山形突起26d，如圖5(b)所表示，相較于各卡嵌凹部25的兩L字形部片25a、25a的間的內尺寸W2，各卡嵌凸部26的兩山形突起26d、26d的間的外尺寸Wl稍微較大(Wl > W2)，此外，相較于各卡嵌凹部25的兩L字形部片25a、25a的間的內尺寸W2，各卡嵌凸部26的兩側端面的間的外尺寸W3稍微較小(W3 < W2)。因此，在將擴大構件24連結至空中載置構件4時，從兩側壓住擴大構件24側的各卡嵌凸部26的外側部片26c、26c而在使其寬度變窄地彈性變形的狀態下，將該卡嵌凸部26與空中載置構件4側的對應的卡嵌凹部25嵌合時，如第5圖(b)的假想線圖示，在卡嵌凸部26的前端部為從卡嵌凹部25突出的狀態下，卡嵌凸部26的外側部片26c、26c彈性恢復而兩側的山形突起26d、26d卡止于卡嵌凹部25的L字形部片25a、25a的前端，在該狀態下能夠將擴大構件24連結至空中載置構件4而被鎖住。此外，將擴大構件24拆卸時，從兩側壓住從卡嵌凹部25突出的卡嵌凸部26的前端部而在使其寬度變窄地彈性變形的狀態下，通過將擴大構件24往前端側拉伸，能夠簡單地將擴大構件24拆卸。此外，擴大構件24在連結至空中載置構件4的狀態下，其基端側的兩端部被支撐在支撐臂16、16上，其中該支撐臂16、16凸設在相鄰支柱部11、11的上端部。若以上述方式將擴大構件24連結至空中載置構件4的前端部，則通過該擴大構件24及空中載置構件4得以將液槽I上部的開口部0變為完全被覆蓋的狀態，故能夠在該空中載置構件4及擴大構件24上載置空中載置構件4容納不下的較大的被測定物M從而進行測定。此外，通過如上述的擴大構件24對空中載置構件4的連結結構，能夠將擴大構件24按需要與空中載置構件4簡單容易地連結，而且能夠從空中載置構件4簡單地拆卸。上述的實施形態是針對被測定物M為貴金屬的情況進行說明，但是除此以外，亦能夠應用于各種金屬、橡膠、塑料、玻璃、陶瓷、汽車零件、電子零件等等使用各式各樣比重的物品的純度和物性檢查。此外，在上述的實施形態中，為了在液槽I內非接觸地收容被測定物承受構件3，系通過從支撐框體13的各支柱部11的上端部垂下的索體14而懸吊支撐，但是亦可以設為將被測定物承受構件3整體地連結至支撐框體13的結構，來代替使用此種索體14的構造。
權利要求
1.一種比重測定裝置，其特征在于，包括 液槽，裝有液體； 被測定物承受構件，通過支撐裝置以所述被測定物承受構件與液槽非接觸的方式將所述被測定物承受構件支撐在該液槽內，且該液槽內的液體能夠自如地流入或者流出該被測定物承受構件； 空中載置構件，被該支撐裝置所支撐，且用以載置被測定物以測定該被測定物在空氣中的重力；以及 計量裝置，所述計量裝置經由該支撐裝置而支撐該被測定物承受構件； 其中，該計量裝置具備傳感器及計測部，該傳感器將作用于該被測定物承受構件的重量變換成為電子信號；而該計測部用于根據該被測定物被載置在該空中載置構件時的該傳感器的輸出信號以及該被測定物沉沒在液體中并被該被測定物承受構件載置時來自該傳感器的輸出信號來計測該被測定物的比重；該空中載置構件不完全地覆蓋該液槽上部的開口部，以允許被該空中載置構件載置的被測定物直接落入該被測定物承受構件上。
2.如權利要求1所述的比重測定裝置，其特征在于，該支撐裝置由支撐框體、四根索體及底框體所構成，該支撐框體通過四個支柱部及連接這些支柱部的橫框部整體形成為四方形框狀；所述四根索體從四方形框狀的該支撐框體的各支柱部的上端部各自垂下，以懸吊該被測定物承受構件；而該底框體被固定在該計量裝置的該傳感器的接受部而支撐四方形框狀的支撐框體的所述四個支柱部的下端部。
3.如權利要求2所述的比重測定裝置，其特征在于，在四方形框狀的支撐框體的各支柱部的上端部，四個支撐臂凸設在四方形框狀的支撐框體的對角線方向，且這些索體的上端部被固定在從各支撐臂的前端突出的突起部，而這些索體的下端部被固定在各自凸設于該被測定物承受構件的外周部的特定位置的突起部，然后通過所述四根索體懸吊該被測定物承受構件。
4.如權利要求1至3中任一項所述的比重測定裝置，其特征在于，該被測定物承受構件由底板及凸設在該底板的周緣部的周壁部所構成，且在該底板設置有多個貫穿孔。
5.如權利要求1至3中任一項所述的比重測定裝置，其特征在于，該空中載置構件的基端部樞接于該支撐裝置側而能夠在水平姿勢及立起姿勢之間變更姿勢，該水平姿勢是覆蓋該開口部的一部分的姿勢；而該立起姿勢是從該水平姿勢立起的姿勢。
6.如權利要求1至3中任一項所述的比重測定裝置，其特征在于，該空中載置構件由平板部及被測定物載置部所構成，該被測定物載置部以從該平板部的前端側中央部整體突出而形成凹狀皿形；且在該凹狀皿形的該被測定物載置部載置該被測定物。
7.如權利要求1至3中任一項所述的比重測定裝置，其特征在于，在該空中載置構件的前端部具有與該空中載置構件基本處于同一平面且可拆卸地連結的擴大構件，該擴大構件能夠覆蓋該開口部的其它部分而將該空中載置構件擴大。
全文摘要
本發明提供一種比重測定裝置，其是由液槽1、被測定物承受構件3、空中載置構件4及計量裝置5所構成，其中通過支撐裝置2將該被測定物承受構件3非接觸地收容在液槽1內，且液槽1內的液體L出入自如；該空中載置構件4被支撐裝置2支撐且載置被測定物M，用以測定被測定物M在空氣中的重力；而該計量裝置5通過支撐裝置2而支撐被測定物承受構件3。計量裝置5具備傳感器6及計測部7?？罩休d置構件4是以覆蓋液槽1上部的開口部O的一部分的方式設置。
文檔編號G01N9/36GK103033443SQ20121010951
公開日2013年4月10日 申請日期2012年4月13日 優先權日2011年10月6日
發明者近藤貞憲 申請人:阿爾法海市蜃樓有限公司