一种新的不规则实体密度测量方法研究.pdf

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1、一种新的不规则实体密度测量方法研究高正明，等一种新的不规则实体密度测量方法研究ResearchonaNewTypeofDensityMeasuringMethodforIrregularSolids高2明1贺钭平1赵锔2(宝鸡高新技术研究所1，陕西宝鸡721013；荆楚理工学院电子信息工程学院2，湖北荆门448000)摘要：根据不规则实体密度检测技术的需求，在分析非接触式体积测量系统基本原理的基础上，结合不确定度理论，研究了非接触式体积测量系统的性能指标。探索了该系统应用于不规则实体密度测量的可行性，分析了基

2、于该系统的不规则体密度测量不确定度。研究结果表明，基于非接触式体积测量系统的不规则体密度测量方法具有较高的测量精度，可实现不规则实体密度的智能化无损检测。关键词：不规则体体积测量密度测量非接触式测量测量不确定度中图分类号：TH83；TIll6文献标志码：AAbstract：Tomeettheneedsofdensitymeasurementforirregularsolids。theperformanceindexesofthenon—contactvolumetricmeasuringsystemisstu

3、diedbasedontheanalysisofbasicprincipleofnon—contactvolumetricmeasuringsystemcombiningtheuncertaintytheory．Thefeasibilityofapplyingthesystemfordensitymeasurementofirregularsolidsisexplored，andtheuncertaintyofdensitymeasurementisanalyzed．Theresuhofresearchind

4、icatesthatthedensitymeasuringmethodbasedOffnon—contactvolumetricmeasuringsystemforirregularsolidsfeatureshighmeasurementaccuracy，andimplementsintelligentnon—destructivedensitydetectionforirregularsolids．Keywords：IrregularsolidsVolumetricmeasurementDensityme

5、asurementNon—contactmeasurementUncertaintyofmeasurement0引言密度是物质的基本宏观属性，是现代力学分析、物品鉴定、材料选型等环节所必须的参照量之一，在工业设计、生产、加工等环节中往往需要对给定状态的特定物质进行密度测量。固体的密度测量方法一般可分为两大类：直接法和间接法，其中直接法测量精度受体积测量方法的影响很大，多用于精度需求较低的场合。近年来，新的高精度体积测量方法不断涌现，如基于实体坐标信息的逆向工程法¨。、基于光学形貌测量的光学图像处理法旧。等，这

6、使直接法应用于高精度密度测量成为可能。军事交通学院的李正群教授提出了一种基于玻意耳一马略特定律的非接触式体积测量方法¨1。该方法将实体体积测量转换为封闭气体压力测量，具有较好的应用前景。本文基于非接触式体积测量方案，分析了非接触式体积测量系统应用于不规则实体密度测量的指标需求，提出了一种新的不规则实体密度测量方法。修改稿收到日期：2012—05—26。第一作者高正明(1979一)，男，2010年毕业于第二炮兵工程大学火炮、自动武器与弹药工程专业，获博士学位，工程师；主要从事辐射安全与防护技术、无损检测技术研究

7、。1非接触式体积测量系统1．1工作原理非接触式体积测量系统的基本原理如图1所示。测试箱剥0图1非接触式体积测量原理图Fig．1Principleofmort-contactvolumetricmeasurement设加载过程为准静态等温过程，则由气体的玻意耳一马略特定律知：P(Vo—V)=p。(％一矿+K)(1)即有：肚％一篇yt(2)式中：y为试件体积；K为测试体体积；V。为加载气体的体积；p。为加载气体的初始状态压力，取大气压强；P为加载后测试箱内的气体压力。式(2)中％、y。和P。已知，因此，测量得到测

8、试箱加载终态压力p或加载前后压差卸=p—P。，由式(2)计算可得到实体体积y。10PROCESSAUTOMATIONINSTRUMENTATIONVok33No．12December2012一种新的不规则实体密度测量方法研究高正明。等非接触式体积测量系统测量试件实体体积的基本工作原理为：将试件放入密闭的测试箱内，加载一定气体后，箱内气压将随气体注入量发生改变；测试箱壁上固定有压力传感器，其输出信号转