CN109357723B - 一种测量手臂质量的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及测量技术，旨在提供一种测量手臂质量的方法及装置。该装置包括筒状的上水槽和下水槽，上水槽的底部设出水口，下水槽的开口处设水阀；当上水槽底部与下水槽开口对接时，出水口能与水阀实现无泄漏对接；下水槽的侧壁上设有一个用于伸入手臂的通道管，通道管内装有防漏橡胶垫；在下水槽的侧壁上位于通道管上下两侧分别设置一个水平方向的激光笔，在与激光笔相对的下水槽侧壁上设置两个白色面板；还包括一根竖向的玻璃管，其底部与下水槽的底部相通。本发明结构简便，操作方便，测量误差小。利用排水法测量出手臂体积，再通过简单计算得出手臂平均密度，从而计算出手臂质量，方便快速，安全可靠。

Description

一种测量手臂质量的方法及装置

技术领域

本发明涉及测量技术，特别涉及一种测量人体手臂质量的方法及装置。

背景技术

在日常生活中，人们越来越多的关注自身身体情况，如身高、体重、体脂比、心率等。出于某些特定的原因(例如健身或健美运动员为比赛成绩考虑)，会关心手臂外形、关注手臂肌肉及脂肪比例、关注手臂每年的变化。或者纯粹出于好奇，人们会想要测量自己或他人的手臂质量。而手臂是人体不可分割的一部分，并不能简单地运用体重秤称量。而人体及其复杂，骨骼、脂肪、肌肉、体液等在人体内分部并不均匀，如果简单地把身体平均密度等同于手臂密度进行计算，则误差较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种测量手臂质量的方法及装置。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种测量手臂质量的装置，包括筒状的上水槽和下水槽，上水槽的底部设出水口，下水槽的开口处设水阀；当上水槽底部与下水槽开口对接时，出水口能与水阀实现无泄漏对接；

所述下水槽的侧壁上设有一个用于伸入手臂的通道管，通道管内装有防漏橡胶垫；在下水槽的侧壁上位于通道管上下两侧分别设置一个水平方向的激光笔，在与激光笔相对的下水槽侧壁上设置两个白色面板；

该装置还包括一根竖向的玻璃管，其底部与下水槽的底部相通。

本发明中，在上水槽底部的出水口设有橡胶塞，所述水阀的上部装有连接管；当上水槽底部与下水槽开口对接时，连接管能插入橡胶塞中并实现无泄漏对接。

本发明中，所述玻璃管上设有用于测量水位的刻度或标尺。

本发明中，所述激光笔外部具备防水包覆涂层或包裹物。

本发明中，所述上水槽和下水槽具有相同的直径。

本发明进一步提供了利用前述装置测量手臂质量的方法，包括以下步骤：

(1)开启两个激光笔，使其发射的激光保持水平，分别照射在两个白色面板上；

(2)将手臂从通道管伸入空的下水槽中，保持自然放松状态，通道管的防漏橡胶垫箍紧手臂并实现密封；

(3)向下水槽中注入蒸馏水，使手臂全部被淹没；由于手臂密度大于蒸馏水密度且处于自然放松状态，手臂会沉至下水槽底部并遮挡下侧激光；记录玻璃管中的水位高度为h₁，以及加入的蒸馏水体积为V₁、质量为M₁；计算手臂的体积V_A：

式中，分别为下水槽和玻璃管的直径；

(4)在上水槽中装入高浓度盐水，记录此时上水槽的质量为m₁；

将上水槽置于下水槽的开口处，使出水口与水阀实现无泄漏对接；开启水阀将高浓度盐水注入下水槽，使下水槽中的蒸馏水变成盐水且密度逐渐增加，当下水槽中的盐水密度与手臂平均密度保持一致时，处于自然放松状态的手臂会水平悬浮在下水槽中，此时两个激光笔的光斑会同时位于两个白色面板上，关闭水阀；记录此时上水槽的质量为m₂，玻璃管中水位上升后的高度为h₂；

(5)根据下式计算手臂的平均密度ρ_A：

(6)再根据质量M_A＝ρ_A×V_A，计算出手臂质量M_A：

本发明中，所述高浓度盐水是以食盐配制的浓盐水，对其浓度无特别要求。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明结构简便，操作方便，测量误差小。

2、本发明利用排水法测量出手臂体积，再通过简单计算得出手臂平均密度，从而计算出手臂质量，方便快速，安全可靠。

附图说明

图1为本发明装置的总装示意图；

图2为本发明装置的使用状态示意图。

图中附图标记：上水槽1；出水口2；下水槽3；玻璃管4；水阀5；激光笔6；通道管7；白色面板8。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的实现方式进行详细描述：

图1为本发明测量手臂质量装置的总装示意图。该装置包括相同直径的筒状的上水槽1和下水槽3，上水槽1的底部设带橡胶塞的出水口2，下水槽3的开口处设水阀5；水阀5的上部装有连接管；当上水槽1底部与下水槽3开口对接时，连接管能插入橡胶塞中并实现无泄漏对接。该装置还包括一根竖向的玻璃管4，玻璃管4上设有用于测量水位的刻度或标尺，其底部与下水槽3的底部相通。

下水槽3的侧壁上设有一个用于伸入手臂的通道管7，通道管7内装有防漏橡胶垫；在下水槽3的侧壁上位于通道管7上下两侧分别设置一个水平方向的激光笔6，在与激光笔6相对的下水槽3侧壁上设置两个白色面板8。激光笔6外部具备防水包覆涂层或包裹物。

利用该装置测量手臂质量的方法，包括以下步骤：

(1)开启两个激光笔6，使其发射的激光保持水平，分别照射在两个白色面板8上；

(2)将手臂从通道管7伸入空的下水槽3中，保持自然放松状态，通道管7的防漏橡胶垫箍紧手臂并实现密封；

(3)向下水槽3中注入蒸馏水，使手臂全部被淹没；由于手臂密度大于蒸馏水密度且处于自然放松状态，手臂会沉至下水槽3底部并遮挡下侧激光；记录玻璃管4中的水位高度为h₁，以及加入的蒸馏水体积为V₁、质量为M₁；

计算手臂的体积V_A：

式中，分别为下水槽3和玻璃管4的直径；π为圆周率；

(4)在上水槽3中装入高浓度盐水，记录此时上水槽3的质量为m₁；高浓度盐水可选食盐配制的浓盐水，对其浓度无特别要求。

将上水槽3置于下水槽的开口处，使出水口2与水阀5实现无泄漏对接；开启水阀5将高浓度盐水注入下水槽3，使下水槽3中的蒸馏水变成盐水且密度逐渐增加，当下水槽3中的盐水密度与手臂平均密度保持一致时，处于自然放松状态的手臂会水平悬浮在下水槽3中，此时两个激光笔6的光斑会同时位于两个白色面板8上，关闭水阀5；记录此时上水槽3的质量为m₂，玻璃管4中水位上升后的高度为h₂；

(5)根据下式计算手臂的平均密度ρ_A：

(6)再根据质量M_A＝ρ_A×V_A，计算出手臂质量M_A：

Claims (6)

1.一种测量手臂质量的方法，其特征在于，该方法是基于下述装置实现的：

该装置包括筒状的上水槽和下水槽，上水槽的底部设出水口，下水槽的开口处设水阀；当上水槽底部与下水槽开口对接时，出水口能与水阀实现无泄漏对接；下水槽的侧壁上设有一个用于伸入手臂的通道管，通道管内装有防漏橡胶垫；在下水槽的侧壁上位于通道管上下两侧分别设置一个水平方向的激光笔，在与激光笔相对的下水槽侧壁上设置两个白色面板；该装置还包括一根竖向的玻璃管，其底部与下水槽的底部相通；

所述测量手臂质量的方法，具体包括以下步骤：

(1)开启两个激光笔，使其发射的激光保持水平，分别照射在两个白色面板上；

(2)将手臂从通道管伸入空的下水槽中，保持自然放松状态，通道管的防漏橡胶垫箍紧手臂并实现密封；

(3)向下水槽中注入蒸馏水，使手臂全部被淹没；由于手臂密度大于蒸馏水密度且处于自然放松状态，手臂会沉至下水槽底部并遮挡下侧激光；记录玻璃管中的水位高度为h₁，以及加入的蒸馏水体积为V₁、质量为M₁；计算手臂的体积V_A：

式中，分别为下水槽和玻璃管的直径；

(4)在上水槽中装入高浓度盐水，记录此时上水槽的质量为m₁；

将上水槽置于下水槽的开口处，使出水口与水阀实现无泄漏对接；开启水阀将高浓度盐水注入下水槽，使下水槽中的蒸馏水变成盐水且密度逐渐增加，当下水槽中的盐水密度与手臂平均密度保持一致时，处于自然放松状态的手臂会水平悬浮在下水槽中，此时两个激光笔的光斑会同时位于两个白色面板上，关闭水阀；记录此时上水槽的质量为m₂，玻璃管中水位上升后的高度为h₂；

(5)根据下式计算手臂的平均密度ρ_A：

(6)再根据质量M_A＝ρ_A×V_A，计算出手臂质量M_A：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在上水槽底部的出水口设有橡胶塞，所述水阀的上部装有连接管；当上水槽底部与下水槽开口对接时，连接管能插入橡胶塞中并实现无泄漏对接。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述玻璃管上设有用于测量水位的刻度或标尺。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光笔外部具备防水包覆涂层或包裹物。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上水槽和下水槽具有相同的直径。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高浓度盐水是以食盐配制的浓盐水。