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探索密度計原理和奧秘

日期:2019-11-01 03:59
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摘要:常用的密度計和比重計有浮子式密度計、靜壓式密度計、振動式密度計和放射性同位素密度計。

  以前常用的密度計和比重計分別有浮子式密度計、靜壓式密度計、振動式密度計和放射性同位素密度計。然而現在市場上非常普遍使用的是電子密度計。

  浮子式密度計 它的工作原理是:物體在流體內受到的浮力與流體密度有關,流體密度越大浮力越大。如果規定被測樣品的溫度(例如規定25℃),則儀器也可以用比重數值作為刻度值。這類儀器中簡單的是目測浮子式玻璃比重計, 簡稱玻璃比重計。

  靜壓式密度計 它的工作原理是:一定高度液柱的靜壓力與該液體的密度成正比,因此可根據壓力測量儀表測出的靜壓數值來衡量液體的密度。膜盒(見膜片和膜盒)是一種常用的壓力測量元件,用它直接測量樣品液柱靜壓的密度計稱為膜盒靜壓式密度計。另一種常用的是單管吹氣式密度計。它以測量氣壓代替直接測量液柱壓力。將吹氣管插入被測液體液面以下一定深度,壓縮空氣通過吹氣管不斷從管底逸出。此時管內空氣的壓力便等于那段高度的樣品液柱的壓力,壓力值可換算成密度。

  振動式密度計 它的基本工作原理是:物體受激而發生振動時,其振動頻率或振幅與物體本身的質量有關。如果在物體內充以一定體積的液體樣品,則其振動頻率或振幅的變化便反映一定體積的樣品液體的質量或密度。

  放射性同位素密度計 儀器內設有放射性同位素輻射源。它的放射性輻射(例如γ射線),在透過一定厚度的被測樣品后被射線檢測器所接收。一定厚度的樣品對射線的吸收量與該樣品的密度有關,而射線檢測器的信號則與該吸收量有關,因此反映出樣品的密度。

  而現在我們大都數都是用電子密度計,它采用阿基米德原理,通過浮力與密度計算公式的推導與變換形成等式,首先利用高精密電子分析天平分別計算出待測樣品在空氣中的重量(W1)和在水中之重量(W2),并計算出W1-W2值,水的密度默認為ρ=1g/cm3,通過V樣品=V排水建立等式,即可計算出樣品的密度值:ρ=W1/(W1-W2)xρ水,此為固體計算公式。如果待測樣品為液體,則先利用一個已知體積和密度的標準塊作為參考物,通過水的密度ρ水與標準塊在空氣中重量(W1)水中重量(W2)得出計算公式: ρ液=(W1-W2)/標準塊V xρ標準

電子密度計改變了傳統密度測試的繁瑣操作,實現了不規則固體、高黏度、懸浮液、乳化液、膠狀體、腐蝕性液體等樣品的快速準確測量。能滿足現代產品生產及新材料研究過程中對樣品密度的測量要求。

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