密度測量
基于分析天平或精密天平的固體、液體和粘性樣品的密度測定。 使用密度組件和天平應用的快速簡便過程。
密度測定是原材料和成品的一個重要質量參數。 有很多技術均可實現固體、粘性和液體材料的準確密度測定,如金屬、塑料、化學品、潤滑劑和食品。
密度的變化表明存在原材料變化,可能會對較終產品的功能或質量產生不利影響。 原材料密度測定可用于確認材料的純度。 如果一種物質參雜了更廉價的替代品,則復合材料的測量密度將與純正物質不同。
密度可用于確保同質性。 如果生產的零件不是同質的,強度和抗裂性等關鍵性能屬性則可能受影響。 例如,如果內部存在一個很小的氣泡,則在受壓之后有可能較終導致零件發生故障。 零件隨機采樣是一種簡單且成本高效的持續監測質量的方式。
實驗室常用的重量法密度測定有浮力法、位移法和比重瓶法。
較常用的浮力法使用的是阿基米德原理:浸入流體內的物體所損耗的重量等于其取代的流體的重量。 這個古老的原理起源于公元前約200年,到現在仍然精確用于以重量法測定密度。 因此,準確的密度測定很大程度上取決于準確的重量值。
浮力法 – 實踐中的阿基米德原理
阿基米德原理指出,部分或完全沉浸在流體中的物體會受到向上的浮力。 這種浮力的大小等于該物體取代的流體的重量。
首先在空氣(A)中稱量固體,然后在已知密度的輔助液體(B)中稱量。 固體的密度ρ可以按照以下方式計算:
ρ = 樣品的密度
A = 樣品在空氣中的質量
B = 樣品在輔助液體中的質量
ρ0 = 輔助液體的密度
ρL = 空氣密度
必須考慮液體的溫度,因為每°C可能會導致0.001到0.1數量級的密度變化,這種影響會在結果小數點后第三位看到。
方法:輔助液體燒杯位于平臺上或天平下方。
適用范圍:固體;液體(帶玻璃沉子)
優點:流程快捷 ;靈活的樣品尺寸 ;稱量儀器已經可用
缺點:溫度靈敏性 ;樣品必須小心浸入;不得混入氣泡
方法:輔助液體燒杯位于天平上。
適用范圍:膏狀物質(帶伽馬射線球);液體(帶玻璃沉子);固體
優點:流程快捷;稱量儀器已經可用
缺點:溫度靈敏性;需要大量樣品
方法:指定容量的玻璃燒杯。
適用范圍:液體,分散;粉末;細粒
優點:準確方法;稱量儀器已經可用
缺點:溫度靈敏性;勞動密集型;耗費時間;不得混入氣泡
方法:振蕩管技術。
適用范圍:液體;氣體
優點:流程快捷;自動密度測定;樣品量少
缺點:粘性樣品需要粘度修正(現代儀器中可用)
密度的測定標準和規范有很多, 較常用的有:
ISO1183-1:塑料 — 測定非泡沫塑料密度的方法
OIML G 14:根據OIML進行密度測定
ASTM D792-00:密度和比重標準測試方法標準
GB-T 1033-1986 塑料密度和相對密度試驗方
GB/T 3850-2015:致密燒結金屬材料與硬質合金 密度測定方法
……
氣泡
到目前為止,密度測定中較大的錯誤源頭來自樣品的有限潤濕性。 樣品浸沒在液體中時,務必要去除樣品和設備上附著的所有氣泡。 任何殘余氣泡都會導致浮力效應,不利于密度計算。 (1毫米的氣泡會產生0.5毫克的浮力。) 我們建議:
使用增濕劑或有機液體(增加幾滴增濕劑對蒸餾水密度的影響可以忽略)。
去除抗溶劑的固體
定期清潔設備
不要用裸手接觸要浸沒的部分
使用細刷去除頑固氣泡
溫度
固體對環境溫度變化一般不敏感,對應的密度變化也無足輕重。 然而,使用輔助液體進行密度測定時,則必須考慮溫度。 溫度對液體的影響更大,每°C會導致0.1到1‰數量級的密度變化。
這會明顯影響到稱量結果小數點后第三位的準確性。 為了獲得精確的稱量結果,我們建議在所有密度測定中始終要考慮輔助液體的溫度。 相應的值可在專門的表格中查到。 較重要參考液體(H2O和乙醇)的密度存儲在天平中。
稱量
如上所述,稱量在準確密度測定中扮演著重要角色,因此使用的天平務必滿足密度應用的需求。 對于小樣品,必須考慮天平的最小稱量值-稱量小于最小稱量值的樣品將無法確保達到所需的準確度要求。
數據處理
樣品數據、重量值和密度計算的手動抄寫非常耗時,容易出錯。
維科美拓密度天平,通過浮力法輕松測定固體及液體密度,與其他方法相比,結果可靠性更高。
維科美拓為用戶提供了詳細的分步說明,甚至未經過培訓的操作人員也可以輕松使用。 更多優勢包括:
滿足具體過程需求的高靈活性
用于固體和液體的自動密度計算,包含參考液體的溫度調節
多種樣品的統計評估
包括用戶、樣品ID、批號、時間和日期等所有結果均可打印。
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