• 電子天平應用

    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(jiǎn)便過(guò)程。

    概述 相關(guān)產(chǎn)品
    需要幫助 獲取報價(jià)

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    密度測定是原材料和成品的一個(gè)重要質(zhì)量參數。 有很多技術(shù)均可實(shí)現固體、粘性和液體材料的準確密度測定,如金屬、塑料、化學(xué)品、潤滑劑和食品。

    用于質(zhì)量控制的密度

    密度的變化表明存在原材料變化,可能會(huì )對較終產(chǎn)品的功能或質(zhì)量產(chǎn)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(zhì)參雜了更廉價(jià)的替代品,則復合材料的測量密度將與純正物質(zhì)不同。

    密度可用于確保同質(zhì)性。 如果生產(chǎn)的零件不是同質(zhì)的,強度和抗裂性等關(guān)鍵性能屬性則可能受影響。 例如,如果內部存在一個(gè)很小的氣泡,則在受壓之后有可能較終導致零件發(fā)生故障。 零件隨機采樣是一種簡(jiǎn)單且成本高效的持續監測質(zhì)量的方式。

    為什么準確稱(chēng)量至關(guān)重要

    實(shí)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(gè)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。

    密度天平的工作流程

    浮力法 – 實(shí)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(huì )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。

    密度測量流程圖

    首先在空氣(A)中稱(chēng)量固體,然后在已知密度的輔助液體(B)中稱(chēng)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(zhì)量

    B = 樣品在輔助液體中的質(zhì)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(huì )導致0.001到0.1數量級的密度變化,這種影響會(huì )在結果小數點(diǎn)后第三位看到。

     

    密度方法的適用范圍與優(yōu)缺點(diǎn)

    重量法,浮力法

    • 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(yōu)點(diǎn):流程快捷 ;靈活的樣品尺寸 ;稱(chēng)量?jì)x器已經(jīng)可用

    • 缺點(diǎn):溫度靈敏性 ;樣品必須小心浸入;不得混入氣泡

    重量法,位移法

    • 方法:輔助液體燒杯位于天平上。

    • 適用范圍:膏狀物質(zhì)(帶伽馬射線(xiàn)球);液體(帶玻璃沉子);固體

    • 優(yōu)點(diǎn):流程快捷;稱(chēng)量?jì)x器已經(jīng)可用

    • 缺點(diǎn):溫度靈敏性;需要大量樣品

    重量法,位移法

    • 方法:指定容量的玻璃燒杯。

    • 適用范圍:液體,分散;粉末;細粒

    • 優(yōu)點(diǎn):準確方法;稱(chēng)量?jì)x器已經(jīng)可用

    • 缺點(diǎn):溫度靈敏性;勞動(dòng)密集型;耗費時(shí)間;不得混入氣泡

    重量法,位移法

    • 方法:振蕩管技術(shù)。

    • 適用范圍:液體;氣體

    • 優(yōu)點(diǎn):流程快捷;自動(dòng)密度測定;樣品量少

    • 缺點(diǎn):粘性樣品需要粘度修正(現代儀器中可用)

    密度的檢測標準

    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(jìn)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(zhì)合金 密度測定方法

    • ……

     

    準確密度測定中存在的問(wèn)題

    氣泡

    到目前為止,密度測定中較大的錯誤源頭來(lái)自樣品的有限潤濕性。 樣品浸沒(méi)在液體中時(shí),務(wù)必要去除樣品和設備上附著(zhù)的所有氣泡。 任何殘余氣泡都會(huì )導致浮力效應,不利于密度計算。 (1毫米的氣泡會(huì )產(chǎn)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(méi)的部分

    • 使用細刷去除頑固氣泡

     

    溫度

    固體對環(huán)境溫度變化一般不敏感,對應的密度變化也無(wú)足輕重。 然而,使用輔助液體進(jìn)行密度測定時(shí),則必須考慮溫度。 溫度對液體的影響更大,每°C會(huì )導致0.1到1‰數量級的密度變化。

    這會(huì )明顯影響到稱(chēng)量結果小數點(diǎn)后第三位的準確性。 為了獲得精確的稱(chēng)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(zhuān)門(mén)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(chēng)量

    如上所述,稱(chēng)量在準確密度測定中扮演著(zhù)重要角色,因此使用的天平務(wù)必滿(mǎn)足密度應用的需求。 對于小樣品,必須考慮天平的最小稱(chēng)量值-稱(chēng)量小于最小稱(chēng)量值的樣品將無(wú)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(dòng)抄寫(xiě)非常耗時(shí),容易出錯。

     

    密度測量

    維科美拓的密度測定解決方案

    維科美拓密度天平,通過(guò)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(hù)提供了詳細的分步說(shuō)明,甚至未經(jīng)過(guò)培訓的操作人員也可以輕松使用。 更多優(yōu)勢包括:

    • 滿(mǎn)足具體過(guò)程需求的高靈活性

    • 用于固體和液體的自動(dòng)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(hù)、樣品ID、批號、時(shí)間和日期等所有結果均可打印。

     

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