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內(nèi)容介紹： 釆用電液比例控制及計算機控制技術，實現(xiàn)焊接過程中主軸轉速、軸 向壓力（摩擦壓力、頂鍛壓力）的閉環(huán)控制，滑臺運動速度的開環(huán)控制， 可實時顯示焊接過程中主軸轉速、軸向壓力（摩擦壓力、頂鍛壓力）、焊 接縮短量（滑臺位移）、摩擦功率（主軸電機電流）曲線與數(shù)據(jù)，開關量 （DI、DO）狀態(tài)，可列表顯示、回放、打印、存儲與調(diào)用所有參數(shù)及曲線， 進行焊接方式控制。

雙面雙弧焊接技術是采用兩個電弧在工件的兩面同時操作立焊-立焊、平焊-仰焊的一種焊接工藝。雙機器人協(xié)同雙面雙弧焊接技術是利用兩臺焊接機器人協(xié)同實現(xiàn)雙面雙弧焊接的技術。其關鍵技術包括雙機器人電弧焊接同步協(xié)調(diào)技術，平焊-仰焊、立焊-立焊雙面雙弧熔池控制技術和雙面雙弧焊接工藝技術。 使用該系統(tǒng)焊接擁有三大優(yōu)勢：優(yōu)質(zhì)--同步熔透，焊縫缺陷少，外觀成形好；低耗--焊接5-12mm厚板，無需開坡口，不填絲或極少填絲；高效--雙面焊接，不需清根，工件無需翻轉，效率極高，焊接10mm高強鋁合金，焊接時

換熱器管板接頭數(shù)量多，管子排列密集，且無法轉動，如圖1所示。手工焊接方法在換熱器管板焊接中效率低、對工人的勞動強度高且焊縫質(zhì)量難以保證。

由于大尺寸焊接結構尺寸較大、結構復雜，所以其有限元建模過程難度較大，利用計算機編程技術對整個建模過程進行參數(shù)化設計，將復雜的結構轉化為典型的簡單結構，使得整個有限元仿真過程更加簡單、效率更高。 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、成果簡介 由于大尺寸焊接結構尺寸較大、結構復雜，所以其有限元建模過程難度較大，利用計算機編程技術對整個建模過程進行參數(shù)化設計，將復雜的結構轉化為典型的簡單結構，使得整個有限元仿真過程更加簡單、效率更高；同時有限元分析對網(wǎng)格模型的要求高，需要在保證計算精度的前提下保證計算效率，使用網(wǎng)格過渡技術，保證熱源影響大的區(qū)域使用精細的網(wǎng)格，熱源影響小的區(qū)域使用較粗的網(wǎng)格，從而達到相同網(wǎng)格條件下更精確地計算結果與更高的計算效率。例如《大型復材工裝焊接工藝研究》項目，針對大型復合材料結構件Invar合金模具手工電弧焊焊接工藝進行研究，采用高效建模的手段對研究對象進行模擬分析，降低時間與材料等方面的成本。采用實驗與仿真并行，理論分析、實驗研究、仿真分析相結合的技術路線開展 Invar 合金試板件手工焊接工藝參數(shù)探索。 三、創(chuàng)新點及主要技術指標 創(chuàng)新點：參數(shù)化建模，縮短建模周期；采用非均勻過渡性網(wǎng)格以控制計算量，在保證計算精度的前 提下壓縮計算量，采用多 CPU 并行計算以提高計算效率。 技術指標：建模效率提高 30%，計算效率提高 30%。 四、知識產(chǎn)權及獲獎 論文10余篇，其中典型示例如下： Modeling and simulation of the columnar-to-equiaxed transition during laser melting  deposition of Invar alloy Stochastic Modeling Columnar Dendritic Grain Growth in the Weld Pool of Al-Cu alloy 專利： 基于精準能量分配的激光-電弧復合加工的能量分配系數(shù)模型的構建方法 一種焊接過程氣孔形成與演變的二維計算機模擬方法

智能焊接機器人：帶有視覺識別和激光掃描系統(tǒng)，能自動識別待焊接特征，通過視覺識別粗略判斷零部件特征，在此基礎上利用激光掃描精確確定焊接位置，對大型零部件進行自動特征識別和焊接，提高小批量產(chǎn)品的焊接速度和質(zhì)量。

鎂合金是目前最輕的金屬結構材料，它具有低密度、高比強度、良好的 導電、導熱和鑄造性能等優(yōu)點，因此在汽車、儀表以及航空航天等領域有著較 為廣闊的應用前景，被稱為21世紀的綠色環(huán)保結構材料。然而，鎂及大部分鎂 合金都屬于密排六方結構金屬，常溫下塑性變形能力較差。因此，近幾十年，板、 帶、棒等變形鎂合金產(chǎn)品主要是由普通半連續(xù)鑄造鎂合金方坯或板坯經(jīng)熱加工變 形得到。因此，采用塑性變形方法生產(chǎn)大型鎂合金環(huán)件在技術上受到一定的制約。 離心鑄造是將液態(tài)金屬澆入旋轉的鑄型里，在離心力作用下充型并凝固 成鑄件的鑄造方法。離心鑄造已經(jīng)在無縫鋼管、鋁合金輪毅的生產(chǎn)中有較為成 功的應用。本成果提供一種新型的離心鑄造生產(chǎn)鎂合金大型環(huán)件的方法，可制 備直徑范圍為1-5米、組織致密、性能優(yōu)良的大型鎂合金環(huán)件，解決了現(xiàn)有鎂 合金大型環(huán)件制備工藝的不足，制備出組織致密、抗拉強度好的鎂合金大型環(huán)件, 對鎂合金的應用和鎂合金離心鑄造工藝的發(fā)展具有重要意義，具有良好的開發(fā)前 景并具備較好的預期產(chǎn)業(yè)化效益。 本發(fā)明可根據(jù)目標產(chǎn)品，選用合適型號的離心機、熔煉爐、設計制備相應 模具以開展相應生產(chǎn)，無需高額投資。

1 研究背景 1.1 高壓力、大直徑和高可靠性的非金屬壓力管道需求迫切 管道作為五大運輸方式之一，是輸送石油、天然氣、飲用水等重要能源和資源的主要手段，對國民經(jīng)濟的發(fā)展和穩(wěn)定至關重要，被稱為國民經(jīng)濟的“生命線”。我國壓力管道發(fā)展迅猛，應用規(guī)模不斷增大，在石油、天然氣和飲用水輸送等重大工程建設中發(fā)揮了不可替代的作用。在油氣領域，國內(nèi)油氣管道已形成縱橫東西、貫通南北、連接海外的管道輸送網(wǎng)絡。目前我國的原油管道1.9×104km，成品油管道2×104km，天然氣干線管道4.8×104km，油氣管道的總長度穩(wěn)居全球前五名。以西氣東輸三線為例，其西起新疆霍爾果斯，東至福建省福州市，全長5220km，設計年輸量3×1010m3。此外，油田集輸管網(wǎng)和城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)的管道長度已達到數(shù)十萬公里，且仍在不斷增長，成為油氣管道重要組成部分。在水資源輸送領域，為解決我國的水資源時空分布不均問題，我國已經(jīng)實施了多項跨流域、跨地區(qū)的長距離管道輸水工程，如南水北調(diào)工程、廣東省的“東深引水工程”和“西江引水工程”、天津的“引灤入津工程”和山東的“引黃濟青工程”。以南水北調(diào)中線工程為例，年均輸送生活、工業(yè)用水6.4×1010m3，農(nóng)業(yè)用水3×1010m3，供水范圍內(nèi)總面積15.5萬平方千米，惠及沿線6000萬人口。 以聚乙烯及其增強復合管為代表的非金壓力屬管道具有耐腐蝕、抗震、柔性好、壽命長等優(yōu)勢，在越來越多的應用領域替代金屬管道，成為世界各國競先研發(fā)的未來管道發(fā)展方向。全球非金屬管道的年均增速約5.9%，我國聚乙烯管道年平均增速更是達15%。 隨著聚乙烯及其增強復合管的不斷發(fā)展，其在燃氣和輸水等領域應用不斷擴展。在燃氣領域，在燃氣領域，美國、英國、丹麥等的城市燃氣管道中聚乙烯管應用比例均接近100%，而我國新鋪設的中低壓城市燃氣管90%以上采用聚乙烯管材。在輸水領域，我國城市建筑排水管道85%采用塑料管，城市排水管道的塑料管使用量達到50%，城市供水管道（DN400mm以下）80%采用塑料管，村鎮(zhèn)供水管道90%采用塑料管，逐漸占據(jù)主導地位。目前，多數(shù)國家已經(jīng)在燃氣和給水領域選擇聚乙烯管逐漸替代金屬管道，實現(xiàn)以塑代鋼。 近年來，非金屬壓力管道逐漸在更高壓力、更大直徑和更高安全性要求的油氣集輸、核電冷卻水輸送等領域廣泛應用。如在油田的油氣集輸及開采領域，用于油氣田注水的非金屬壓力管道（直徑50-75mm），工作壓力已經(jīng)達到32MPa；用于油田站內(nèi)給水的非金屬壓力管道（直徑315mm），工作壓力已經(jīng)達到2MPa；用于油田集輸管的非金屬壓力管道（直徑50-75mm），工作壓力已經(jīng)達到4MPa，平均工作溫度高達60℃。在核電站冷卻水輸送領域，美國的Callaway核電站率先鋪設聚乙烯管道的外圍冷卻水系統(tǒng)，我國新建的AP1000核電站（浙江三門核電、山東海陽核電）外圍冷卻水輸送均采用聚乙烯管道（直徑752mm，徑厚比DR9）。由于聚乙烯管道具有耐海水及微生物腐蝕、抗震等優(yōu)勢，許多現(xiàn)有核電站冷卻水管道系統(tǒng)也逐漸更換為聚乙烯管道，如2017年大亞灣核電站成功將其核安全相關的反沖洗系統(tǒng)管道更換為200mm，DR9的聚乙烯管道。 1.2 管道系統(tǒng)安全性的要求日益迫切 隨著聚乙烯管道系統(tǒng)在燃氣、供水等領域的應用日益廣泛，其安全問題受到越來越多的關注。根據(jù)中國城市規(guī)劃協(xié)會地下管線專業(yè)委員會的統(tǒng)計報告，2009年至2013年中國城市管線典型事故共計75起，而其中導致人員死傷的27起。南京“7.28”管道泄漏爆炸事故共造成22人死亡，120人住院治療，爆燃點周邊部分建筑物受損，直接經(jīng)濟損失4784萬元。臺灣“8.1”燃氣泄漏爆炸事故中多條街道陸續(xù)發(fā)生可燃氣體外泄，并引發(fā)多次大爆炸，造成32人死亡，321人受傷，經(jīng)濟損失高達1.4億元。類似的管道泄漏導致爆燃的事故給全社會帶來了重大的公共環(huán)境和人身安全的威脅。 隨著聚乙烯管道系統(tǒng)在燃氣、供水等領域的應用日益廣泛，全社會對管道系統(tǒng)安全性的要求也日益迫切。 1.3 焊接過程的溫度控制是提升管道系統(tǒng)可靠性的關鍵 當我們追溯這些事故的源頭，會發(fā)現(xiàn)有53%的聚乙烯管道系統(tǒng)故障發(fā)生在管道的接頭處——即管材與管材焊接的部位（來自塑料管道數(shù)據(jù)庫委員會PPDC）。接頭作為管道系統(tǒng)中質(zhì)量最薄弱的環(huán)節(jié)，其焊接質(zhì)量影響到整個管道系統(tǒng)的安全運行。 電熔焊接是目前聚乙烯管道最常用的連接方式之一。它通過預埋在電熔套筒內(nèi)部的電阻絲加熱電熔套筒的內(nèi)表面及管材的外表面，使二者吸收熱量并熔融，而后固定、冷卻。 在電熔焊接過程中，溫度是最重要的參數(shù)，也是造成接頭失效最本質(zhì)的原因。不合理的焊接工藝導致的焊接過程的溫度控制不當，引發(fā)冷焊和過焊等缺陷。內(nèi)部溫度過高會使得金屬絲周圍的聚乙烯材料因溫度過高而裂解，從而導致接頭強度不足，產(chǎn)生過焊現(xiàn)象；內(nèi)部溫度不足則會導致熔合區(qū)深度和界面強度不足，產(chǎn)生冷焊現(xiàn)象。冷焊缺陷很難從外觀上或通過常規(guī)液壓試驗分辨，但其可能導致焊接接頭在服役過程中沿熔合面發(fā)生貫穿裂紋擴展失效，具有很大的安全隱患。 1.4 應用過程的安全狀態(tài)監(jiān)測是保障管道系統(tǒng)安全運行的關鍵 接頭是管道系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。美國塑料管研究所（PPI）技術總監(jiān)Sarah Patterson在2016年美國機械工程師協(xié)會（ASME）壓力容器與管道（PVP）50周年會的大會報告上指出，非金屬管道的無損檢測與安全監(jiān)測研究是今后塑料管道技術發(fā)展應用的重要課題。 在接頭安全監(jiān)測方面，管道的服役過程安全監(jiān)測研究主要有以下四種：（1）基于應變的監(jiān)測技術：主要采用應變片等傳感器測量管道應變。該方法技術成熟，但測點多、電路復雜，且僅能獲得材料表層局部的應變信息。（2）連續(xù)碳纖維復合材料自監(jiān)測技術：如內(nèi)嵌連續(xù)碳纖維的復合材料，可以實時提供結構應變信息。采用連續(xù)碳纖維自監(jiān)測的應變靈敏度系數(shù)小于傳統(tǒng)應變片，且應變檢測范圍很小。（3）基于埋入傳感器的監(jiān)測技術：如利用嵌入式光纖光柵的管道應變場監(jiān)測。光纖檢測集成度高、精度高，已經(jīng)在管道、橋梁等結構的智能監(jiān)測中得到廣泛應用。（4）基于導電填充材料的監(jiān)測技術：在不導電的聚乙烯或其他非金屬基體樹脂中摻入少量導電纖維或顆粒，從而在材料中建立導電傳感網(wǎng)絡，當材料產(chǎn)生變形或局部損傷時，導電網(wǎng)絡相應地產(chǎn)生導通節(jié)點數(shù)變化或局部斷開，通過測量材料宏觀電阻變化可以獲得材料應變或局部損傷等信息。 基于導電填充材料的智能監(jiān)測技術一直是混凝土結構與生物傳感器領域的前沿與熱點。其關鍵問題是如何通過合理的傳感器設計，在不影響監(jiān)測對象本身工作特性的同時，有效地提取監(jiān)測對象的服役狀態(tài)和結構損傷信息。開展結構安全監(jiān)測技術研究，智能監(jiān)測感知壓力容器與管道結構失效特征參量，實現(xiàn)損傷失效的預警和運行的自主優(yōu)化，是未來壓力容器行業(yè)重要的研究方向。 2 智慧管件系統(tǒng)解決方案 非金屬管道的智慧管件系統(tǒng)包含管件焊接過程的溫度場智能調(diào)控和管件使用過程的損傷自監(jiān)測兩個功能，如圖1所示。 2.1 焊接過程溫度場調(diào)控 電熔焊接過程從本質(zhì)上是電阻絲通電生熱、聚乙烯材料相變?nèi)酆系倪^程，熔區(qū)溫度在時間和空間上的變化很大程度上體現(xiàn)出焊接過程的發(fā)展。如圖2所示，智能焊機的“智能”正是來源于我們所提出的熔區(qū)復合溫度場理論模型。該模型能夠根據(jù)采集到的實際電壓電流數(shù)據(jù)，小成本、高精度地實時推演焊接過程的發(fā)展。不同于傳統(tǒng)焊機對被控對象內(nèi)部情況的“一無所知”，智能焊機首次采用基于熔區(qū)溫度場的方式在線監(jiān)測焊接過程，使得參數(shù)的調(diào)節(jié)和設計有堅實的理論依據(jù)。 在溫度場模型的基礎上，本作品能實現(xiàn)對焊接過程的質(zhì)量控制。在焊接接頭性能與加工條件的研究上，團隊通過熱重分析和凝膠滲透色譜分析研究PE100在不同溫度焊接后的熱降解行為，得出典型工業(yè)級PE100材料的允許焊接最高溫度在270℃的結論。同時，通過超聲檢測和梯度試驗的方法證實了管材熔區(qū)深度與焊接界面強度的關聯(lián)。 基于上述理論研究和多次實踐，對聚乙烯最高溫度和熔區(qū)拓展深度進行控制是應對過焊和冷焊缺陷的重要方式。智能焊機對質(zhì)量進行控制的思路即通過實時溫度場計算聚乙烯最高溫度和熔區(qū)邊界，讓最高溫度在不超過270℃，熔區(qū)深度控制在2～3mm。為使焊接效率最高，通過由調(diào)整次數(shù)、焊接時長、最高溫度等指標組成的代價函數(shù)對不同調(diào)整策略進行評價，從而獲得最優(yōu)的電壓調(diào)整策略。通過這種溫度主動控制的方式，管道焊接缺陷產(chǎn)生的概率下降超80%。 1.1 服役過程安全狀態(tài)自監(jiān)測 為了實現(xiàn)管道系統(tǒng)服役過程的安全狀態(tài)自監(jiān)測，采用短切碳纖維（SCF）增強聚乙烯復合材料（PE-SCF）制備電熔管件。由于碳纖維SCF具有良好的導電性，隨著纖維含量的不斷增加，填充在聚合物基體內(nèi)部的短碳纖維能夠形成良好的導電網(wǎng)絡，如圖3所示。PE-SCF復合材料內(nèi)部SCF導電網(wǎng)絡的破壞與重組賦予了該材料壓阻效應，能夠用于監(jiān)測PE-SCF復合材料承受的載荷。圖4為循環(huán)拉伸載荷下PE-SCF的應變和電阻響應與時間的關系。可以看出，PE-SCF復合材料的監(jiān)測電阻能夠及時反映材料承受的應變。隨著應變增加，材料的電阻值增加；應變降低，材料的電阻值也降低；并且監(jiān)測電阻對應變變化的響應具有很好的穩(wěn)定性。PE-SCF復合材料在拉伸力作用下發(fā)生變形，部分短碳纖維導電網(wǎng)絡斷開，導致材料的電阻率增加。隨著應變的降低，短碳纖維之間的接觸恢復到初始狀態(tài)，電阻值也隨之恢復。結果表明PE-SCF應變與電阻變化之間存在確定的關聯(lián)機制，初步論證采用PE-SCF復合材料制備具有自監(jiān)測功能的電熔接頭具有可行性。 圖5顯示了爆破試驗過程中所監(jiān)測到的PE-SCF電熔接頭的電阻和壓力變化曲線。結果表明，隨著內(nèi)部壓力的升高，兩個電極之間的電阻會不斷增加，電阻變化率曲線的斜率也迅速增加。這是因為在加壓初始階段，電阻變化主要由基體的彈性變形引起，在這種情況下，材料內(nèi)部的導電網(wǎng)絡仍然完整，因此電阻不會產(chǎn)生很大變化。當壓力繼續(xù)增加時，材料內(nèi)部形成微裂紋，導致局部導電網(wǎng)絡的破壞，電阻變化率顯著增加。初步實驗表明，利用電阻變化率監(jiān)測PE-SCF電熔接頭的內(nèi)壓載荷及結構損傷狀態(tài)具有可行性。 圖6顯示了峰值內(nèi)壓為5MPa時的循環(huán)加載實驗期間，電熔接頭上監(jiān)測到的電阻變化曲線。可見電熔接頭表面電極之間的電阻變化趨勢與接頭內(nèi)部的壓力變化趨勢一致，且每個周期的峰值電阻十分穩(wěn)定。基于電阻測量的內(nèi)壓監(jiān)測靈敏度系數(shù)約為29.56%/MPa。實驗結果表明，載荷和監(jiān)測到的電阻信號存在較為穩(wěn)定的關聯(lián)關系，因而用電阻變化監(jiān)測電熔接頭內(nèi)部壓力的變化是可行的。 上述測試結果表明，采用PE-SCF復合材料制備電熔管件，利用PE-SCF材料的壓阻效應，能夠?qū)崿F(xiàn)基于電阻測量的管道系統(tǒng)在服役過程中的內(nèi)壓及安全狀態(tài)實時監(jiān)測，提升了管道系統(tǒng)的服役安全性。  

本實用新型公開了一種保溫墻體連接件，包括連接棒和封套；連接棒的截面為圓形結構，連接棒側壁設有等距離的螺紋；封套套在連接棒中段的外面；連接棒的外表面還涂覆有耐高溫層。本實用新型能夠承受保溫材料兩側混凝土板之間的拉、壓和剪切等受力變形的拉結裝置，纖維增強樹脂連接棒外表面上涂覆的有耐高溫層具有耐高溫、阻燃的效果，使用壽命長。

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能將竹制家具通過組件方式進行批量化生產(chǎn)，拆裝方便的用于竹制家具的桿件連接結構。

產(chǎn)品詳細介紹多功用固體、液體兩用密度測試儀，是一款可同時測量固體密度和液體密度、濃度的儀器，　　固體形式：依據(jù)ASTM D792、GB÷T 1033、JIS－K－6268、、HG4－1468、ISO 2781標準。采取阿基米得原理浮力法，正確、直讀量測數(shù)值。　　液體形式：依據(jù)GB÷T5526、13531、15223、JIS、ISO標準。運用阿基米得原理的浮力法、水中置換法，疾速、直讀讀出液體絕對密度值。　多功用固體、液體兩用密度測試儀，實用于測量橡膠、塑料、塑料顆粒、電線電纜、輪胎、粉末冶金、精細陶瓷、玻璃工業(yè)、液體、化工溶液、增加助劑等新資料鉆研試驗室等。多功用固體、液體兩用密度測試儀參數(shù)：型 號：　  DX－300 　　　　 DX－600測量規(guī)模： 0。005－300g 0。005－600g密度精度： 固體形式：0。001g÷cm3液體形式0。001g÷cm3測試品種： 固體、橡膠、浮體、液體等測量形式： 固體體形式：可用于測試固體資料視密度、體積、混雜比，實用于測量橡膠、塑料、塑料顆粒、電線電纜、輪胎、粉末冶金、精細陶瓷等。液體形式：可用于測試液體密度、濃度。可測真溶液、疏散液、懸浮液、乳狀液、稀薄液、漿液等所有具備活動性的液體參數(shù)設定： 溫度彌補設定、溶液彌補設定打印機設定： 標準RS－232接口，可選購打印機不便地將屢次測量后果打印輸入L多功用固體、液體兩用密度測試儀規(guī)格：名　稱： 多功用固體、液體兩用密度測試儀型　號： DX－600實用于： 實用于測量橡膠、塑料、塑料顆粒、電線電纜、輪胎、粉末冶金、精細陶瓷、玻璃工業(yè)、液體、化工溶液、增加助劑等新資料鉆研試驗室等。原　理： 固體形式：依據(jù)ASTM D792、GB÷T 1033、JIS－K－6268、、HG4－1468、ISO 2781標準。采取阿基米得原理浮力法，正確、直讀量測數(shù)值。液體形式：依據(jù)GB÷T5526、13531、15223、JIS、ISO標準。運用阿基米得原理的浮力法、水中置換法，疾速、直讀讀出液體絕對密度值。 多功用固體、液體兩用密度測試儀功用特征：　 ●固體體形式：可用于測試固體資料視密度、體積、混雜比，實用于測量橡膠、塑料、塑料顆粒、電線電纜、輪胎、粉末冶金、精細陶瓷等。　 ●液體形式：可用于測試液體密度、濃度。可測真溶液、疏散液、懸浮液、乳狀液、稀薄液、漿液等所有具備活動性的液體 　 ●針對生胚、毛坯件，如：磁芯生胚、陶瓷毛胚、粉末冶金生胚件等遇水易崩潰的產(chǎn)品，可采取硅油或許煤油當媒介液，疾速讀取其比重值　 ●具備溫度和溶液彌補功用，采取大水槽設計，下降吊欄線的浮力所形成的誤差。　 ●標準的RS232數(shù)據(jù)輸入功用，可隨便的銜接PC和打印機。　 ●藍色背光液晶顯示。　 ●采取美國出口鍍金陶瓷傳感器。  多功用固體、液體兩用密度測試儀操作步驟：　①、將待測固體樣品放至密度計測量臺上，穩(wěn)固后按“Memory”鍵記憶空重（樣品在空氣中的分量）。　②、將待測固體樣品放入水中的吊籃上，穩(wěn)固后按“Memory”鍵記憶水重（樣品在水中的分量），儀器立刻間接顯示所測固體樣品的密度；按“F”鍵切換數(shù)值，順次顯示所測固體樣品的密度、體積。