Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
ИЗМЕРЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ПРИДОННЫХ МАТЕРИАЛОВ (М.В. Киселев, магистр техники и технологии)
Для упрощение процесса непосредственного измерения плотности образцов неправильной и естественной формы, например, каменных материалов донных отложений, предлагается изобретение [1].Сущность заключается в том, что в полевых условиях относительно водостойкого материала измеряется как масса, так и объем образца любого вида материала двумя прозрачными мерными сосудами, выполненными в виде чашек балансирных весов.
Положительный эффект заключается в том, что не требуется носить в лабораторию множества образцов. Это позволяет получить весьма точные значения плотности, например, на берегу реки при археологических раскопках различных исторических слоев, плотности гальки, щебня, кусков известняка, окаменелых остатков древесины и других материалов, а также частиц древесины, коры и корней у растущих древесных растений. При этом одинаковые по виду материала измерения можно повторять до 20 и более раз. Поэтому способ будет полезен и геологам, так как позволяет определять плотность и тех материалов, которые нет необходимости нести в базовый лагерь, а затем и в лабораторию.
После взятия образца неправильной формы, например из откола ствола, с пня, корня или ветви срубленного дерева, его очищают от посторонних предметов и коры. Затем помещают кусок древесины в один из двух прозрачных мерных сосудов, выполненных в виде чашек балансирных весов, а в другой сосуд засыпают до момента равновесия балансирных весов водостойким полимерным порошком. Затем малыми и частыми движениями встряхивают мерный сосуд с находящимися в нем порошком. При этом порошок уплотняется и занимает по верхнему краю горизонтальное положение. По меткам на стенке сосуда определяют объем порошка, по массе равного массе образца
, (1)
где m - масса образца неправильной формы, 
- плотность порошка, 
- объем порошка в мерном сосуде в момент равновесия балансирных весов.
После этого порошком обсыпают образец во втором мерном сосуде, встряхивают и измеряют общий объем 
образца совместно с порошком. Разница двух значений меток на первом и втором мерных сосудах дает объем V образца испытуемого материала.
Тогда плотность образца рассчитывают по формуле
, (2)
причем значение всегда постоянно по значению. Поэтому требуется измерить только два значения объема: сыпучего груза и образца с ним. Эти числа позволяют быстро определить плотность материала.
Для древесины это будет действительное значение плотности, а для определения базисной плотности образец древесины высушивают в лабораторных условиях до абсолютно сухого состояния, а затем делят значение массы на измеренный в полевых условиях объем V.
Если плотность образца меньше плотности полимерного порошка, может оказаться, что образец не покроется порошком. Тогда взвешивают образец с помощью сыпучего груза дважды (или даже больше)
, (3)
где n - количество взвешиваний образца, 
.
Литература
1. Пат. 2233447 Российская Федерация, МПК7 G 01 N 33/46, А 01 G 23/00. Способ определения плотности материалов / Мазуркин П.М., Киселев М.В. (РФ); заявитель и патентообладатель Марийск. гос. тех. ун-т. - №20021235249/12; заявл. 24.12.02; опубл. 27.07.04, Бюл. № 21.