申请/专利权人：浙江理工大学

申请日：2021-09-26

公开（公告）日：2024-01-19

公开（公告）号：CN113848128B

主分类号：G01N3/14

分类号：G01N3/14;G01N3/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.01.19#授权;2022.01.14#实质审查的生效;2021.12.28#公开

摘要：本发明公开了一种基于排水法测量金属丝杨氏模量的装置，包括底座，所述底座的上表面上固定连接有支架，所述支架的上端固定连接有支架顶板，所述支架顶板的下表面上固定设置有金属丝，所述金属丝的下端固定连接有托盘，所述托盘上放置有若干个槽码，读数精确稳定，即使金属丝和槽码有轻微晃动，对读数也不会较大影响；通过观察玻璃管的刻度能够直观准确的得出玻璃管内的水位变化，同时由于橡胶薄膜的存在，圆柱块不会与清水直接接触，避免了在水与圆柱块接触时水的表面张力对读数的影响，使得读数能够更加的准确，而且整体的结构原理简单，通俗易通易操作，值得推广。

主权项：1.一种基于排水法测量金属丝杨氏模量的装置，其特征在于：包括底座13，所述底座13的上表面上固定连接有支架9，所述支架9的上端固定连接有支架顶板8，所述支架顶板8的下表面上固定设置有金属丝7，所述金属丝7的下端固定连接有托盘5，所述托盘5上放置有若干个槽码6，所述托盘5的下端连接有圆柱块4，所述圆柱块4的下侧设置有平台12，所述平台12通过螺钉11固定连接于所述支架9，所述平台12上放置有密封圆柱筒1，所述密封圆柱筒1的侧面底部连通有玻璃管3，所述密封圆柱筒1的顶部设有一圆形开口所述圆形开口被不透气的橡胶薄膜14严密包裹，所述密封圆柱筒1顶部设置有通气孔以及配套的堵孔塞10；所述玻璃管3的上部设置有刻度；所述密封圆柱筒1的内部装有清水2且不会漏出；所述圆形开口与所述橡胶薄膜14的直径为100mm；所述圆形开口与所述橡胶薄膜14的直径大于所述圆柱块4的外径；所述圆柱块4的上端悬挂在所述托盘5的底部；所述平台12在所述螺钉11的配合作用下能够上下移动并调整位置；当需要进行测量时，打开通气孔，通过漏斗向玻璃管3内注水，直到通气孔有水溢出，停止注水并用堵孔塞10堵住通气孔，设此时的玻璃管内水面位置为l0＝0mm，调整橡胶薄膜14上方悬挂着的圆柱块4的位置，使直径为D1的圆柱块4的轴线与密封圆柱筒1顶部的直径为D2的橡胶薄膜14的中心在同一直线上，向托盘5上添加槽码6并使圆柱块4向下轻微移动，使圆柱块4接触橡胶薄膜14，观察到玻璃管3内水柱有上升，停止移动圆柱块4，保持此时圆柱块4的位置，设此时圆柱块4底部的位置为x1，玻璃管3内水面位置为l1；继续添加槽码6并使圆柱块4向下轻移Δx至x2，圆柱块4会挤压橡胶薄膜14，使橡胶薄膜14内陷成圆台的形状，由于密封圆柱筒1的气密性良好，玻璃管3内水位会上升Δl至l2，然后计算圆柱块4下降前后排开水的体积； 设玻璃管3内壁直径为d，玻璃管3内排进水的体积为 由于装置气密性良好，有V排＝V进，即整理得 其中k为放大倍数；一般来说D1≈D2，公式3变成 如果装置尺寸设计在圆柱块4直径D1＝10cm，玻璃管3内壁直径d＝1cm，放大倍数可以达到100倍；如果要将此种放大方法运用到金属丝7杨氏模量的测量，则还应考虑橡胶薄膜14的弹力和玻璃管3内水柱的压力，因金属丝7拉伸的长度极小，故圆柱块4下降挤压橡胶薄膜14的距离也极小，橡胶薄膜14对圆柱块4的弹力可以忽略不计；当圆柱块4下降Δx，玻璃管3内水面从l0上升Δl时，水产生的压强对圆柱块4向上压力 将公式3和公式5带入杨氏模量公式得

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百度查询： 浙江理工大学 一种基于排水法测量金属丝杨氏模量的装置

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