一种简化橡胶体积膨胀率的试验装置及其试验方法技术领域
本发明涉及膨胀率试验技术领域，尤其涉及一种简化橡胶体积膨胀率的试验装置
及其试验方法。
背景技术
目前做橡胶体积膨胀率试验需要同时用到托盘天平和静水天平，其具体的计算方
式为：（1）首先在托盘天平称量干燥状态下试样的质量m1，再通过静水天平测试试样在浸没
于水中时的质量m2，根据F浮=ρ液gV排= (m1- m2) g得出试样的体积V1；（2）试样在水中浸泡一
段时间后，测试试样的质量m3，再将试样取出，擦拭表面的水分，在托盘天平称量干燥状态
下试样的质量m4，再次通过阿基米德浮力原理，测试此时试样的体积V2，求得橡胶体积膨胀
率（V2- V1）/ V1×100%。
上述的测试方法一方面需要多台设备的使用，存在占有空间大、试验成本高以及
操作灵活性差的不足；另一方面，由于一次试验只能测试一个试样，多个试样求平均值需要
多次重复实验后再求算均值，操作较为繁琐；另外，橡胶的体积膨胀率与水温等参数存在线
性关系，传统的实验方式不易保证测试水温的均一性，测试误差较大。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种的测试程序简便、测试设备简化、测试精准
度高的简化橡胶体积膨胀率的试验装置及其试验方法。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种简化橡胶体积膨胀率的
试验装置，包括天平、水箱，所述水箱位于天平的下方；所述天平包括天平本体、托盘、挂钩，
所述水箱中设置有隔板，所述隔板将所述水箱分割成若干个子水箱体，所述挂钩相对对应
的子水箱体设置在所述天平本体的下方，所述托盘设置在所述天平本体的上方。
优选地：所述托盘包括称量托盘、砝码托盘；所述挂钩包括称量挂钩；所述称量托
盘、砝码托盘分别对称设置在所述天平本体的左端、右端；在所述天平本体的左端的下方设
置有所述称量挂钩。
优选地：所述挂钩还包括平衡挂钩，所述平衡挂钩设置在所述天平本体的右端。
优选地：所述天平本体为电子力学天平。
优选地：所述水箱上方还设置有注水管，所述注水管上开设有注水口，所述注水口
与所述子水箱体相对设置。
优选地：所述水箱还包括自动加热装置，所述自动加热装置包括加热管、温度传感
器；所述加热管、温度传感器均设置在所述水箱上。
优选地：所述注水管上设置有水泵、在所述水箱的内壁上还设置有液位传感器。
一种利用如权利要求上述的简化橡胶体积膨胀率的试验装置进行橡胶体积膨胀
率试验的方法，包括以下步骤：
（1）将待测橡胶裁剪成规定大小后分别放置于天平的托盘上进行称量，分别记录各试
样质量ma1、ma2……man；
（2）在水箱注水，将称量后的试样分别挂置于天平下方的挂钩上进行称量，记录各试样
在水中的总质量mb；
（3）对水箱中的水进行加热至设定温度后，浸泡，再称量此时各试样在水中的总质量
mc；
（4）再将各试样从水箱中取出后，分别设于托盘上进行称量，记录各试样的质量md1、
md2……mdn；
（5）计算各试样体积膨胀倍率平均值：
。
本发明的优点在于：将传统的托盘天平与静水天平进行高度集成，通过一个设备
就能实现对试样体积膨胀率的测试，达到简化测试程序、简化测试设备、解决试验占用空
间、节约成本的技术效果。
在天平本体的底部设置多个挂钩、并用隔板将水箱分为完全隔离子水箱体部分，
使试样间互相独立，杜绝试样叠加情况的发生；从而实现了单次试验求均值的效果。
进一步，通过设置自动加热装置，通过温度传感器实施在线监测水箱的温度，保持
水箱的水温均一。
进一步，通过设置液位传感器，实现自动补水的效果。
附图说明
图1为本发明一种简化橡胶体积膨胀率的试验装置的结构示意图。
图2为本发明一种简化橡胶体积膨胀率的试验装置中试样浸没于水中的侧面结构
示意图。
图3为本发明一种简化橡胶体积膨胀率的试验装置中天平为电子力学天平时的结
构示意图。
具体实施方式
为进一步描述本发明，下面结合实施例对其作进一步说明。
如图1-2所示，本发明公开一种简化橡胶体积膨胀率的试验装置，包括天平、水箱
2，水箱2位于天平的下方。天平包括天平本体11、托盘、挂钩，水箱2中设置有隔板21，隔板21
将水箱2分割成若干个子水箱体22，挂钩相对对应的子水箱体22设置在天平本体11的下方，
托盘设置在天平本体11的上方。
在一些实施例中：托盘包括称量托盘121、砝码托盘122。挂钩包括称量挂钩131。称
量托盘121、砝码托盘122分别对称设置在天平本体11的左端、右端。在天平本体11的左端的
下方设置有称量挂钩131。称量托盘121、称量挂钩131用以放置试样5，砝码托盘122用以放
置砝码。
本发明的称量挂钩131可以伸入至子水箱体22的开口区域中，将试样5直接悬挂在
称量挂钩131上，测试时，挂钩131与水面优选不接触。或者通过细绳6或者细带或者细线将
试样5悬挂在称量挂钩131上。本发明的细绳6或者细带或者细线其体积远小于试样的体积、
质量，优选地，为试样的体积、质量千分之一以下，其存在对测试的影响可以忽略不计。在试
验时，还可以始终扣除细绳6或者细带或者细线的质量，进一步控制测试精度。
在一些实施例中：挂钩还包括平衡挂钩132，平衡挂钩132设置在天平本体11的右
端的下方。平衡挂钩132用以与称量挂钩131保持对称、平衡。
如图3所示，在一些实施例中：天平1为电子力学天平。电子力学天平设置在支撑架
7中，电子力学天平可以为武汉格莱莫检测设备有限公司的TS10002静水力学天平，也可以
是其他现有技术的电子天平。
如图1所示，在一些实施例中：水箱2上方还设置有注水管31，注水管31上开设有注
水口32，注水口32与子水箱体22相对设置。
如图1所示，在一些实施例中：水箱2还包括自动加热装置，自动加热装置包括加热
管24（图中未画出）、温度传感器23。加热管24、温度传感器23均设置在水箱2的内壁上。
温度传感器23与控制器或单片机或者处理器连接，用以将温度信号输送至控制器
或单片机或者处理器，控制器或单片机或者处理器与加热管24连接，当水温高于设定值时，
用以驱动加热管24停止工作；当水温低于设定值时，用以驱动加热管24开始工作。
如图1所示，优选地：注水管31上设置有水泵33、在水箱2的内壁上还设置有液位传
感器34。
液位传感器34与控制器或单片机或者处理器连接，用以将水箱2的水位高度信号
输送至控制器或单片机或者处理器，控制器或单片机或者处理器与加热管24连接，当水位
高于设定值时，用以驱动水泵33停止工作；当水位低于设定值时，用以驱动水泵33开始工
作，将外界的水源抽入至水箱2中。为了实现注入至子各个水箱2体的水始终在同一高度，方
便操控，本实施例的若干个子水箱体22形状大小完全相同。
本发明还提供一种利用如权利要求上述的简化橡胶体积膨胀率的试验装置进行
橡胶体积膨胀率试验的方法，包括以下步骤：
（1）将待测橡胶裁剪成规定大小后分别放置于天平的托盘上进行称量，分别记录各试
样质量ma1、ma2……man。
（2）在水箱注水，将称量后的试样分别挂置于天平下方的挂钩上，并保证试样完全
浸没于水中，进行称量，记录各试样在水中的总质量mb。
（3）对水箱中的水进行加热至设定温度，浸泡设置时间后，再称量此时各试样在水
中的总质量mc。
（4）再将各试样从水箱中取出后，擦拭表面水分，分别设于托盘上进行称量，记录
各试样的质量md1、md2……mdn。
（5）计算各试样体积膨胀率平均值：
。
另外，本发明也可以采用传统的方式分别测得每个试样的体积膨胀率，然后在求
均值，再将该均值与本发明的方法求得的均值比较。
以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明
创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保
护范围之内。