密度计原理与使用,密度计如何测量密度
密度是对特定体积内的质量的度量,可以用符号ρ表示,国际单位制和中国法定计量单位中,密度的单位为kg/m³。密度等于物体的质量除以体积,表示某种物质的质量与体积的比值。密度是物质的特性之一,每种物质都有一定的密度,不同物质的密度一般不同,因此可以也用来鉴别物质。测量一个规则的刚性物质的密度是相对简单的,但是如何测量一个不规则物质的密度在以往却相当有挑战性。
因为液体密度测量技术的弊端,目前行业内有氦气(或其他气体)密度计,与液体密度计相比气体密度计更加简易、快速、精确且可重复测试。气体密度计测量物质密度是一种非破坏性的技术,使用气体置换来精确测量物体真实体积,使其成为测量物体真实密度的理想方法。
密度计是测量什么的仪器?密度计是用来测量液体密度的仪器,今天我们来看一看,密度计是怎样测量液体密度的,密度计原理是什么,到底该如何正确使用。
密度计原理
(1)当密度计漂浮在液体当中时,其受到的浮力等于其自身的重力(二力平衡);
(2)根据阿基米德原理,物体所受到的浮力又等于其排开的液体的重力;
液体密度越大,排开的液体体积就越小;液体的密度越小,排开的液体体积就越大。一个密度值对应一个V排,从而可以达到测量密度的目的,且密度计的下方刻度值较大,上方刻度值较小(和量筒的刻度刚好相反),但是刻度并不均匀。
数字密度计的工作原理是什么?
数字密度计(比重计)使用振荡的U形中空玻璃管。测量装有样品的玻璃管的振荡频率。当玻璃管装有样品时,此频率改变:样品质量越大,频率越低。测量该频率并将其转换为密度。另外,台式数字密度计使用内置Peltier恒温元件来控制样品温度。
密度计如何测量密度
数字密度计测量步骤:
通常利用空气和水在特定测量温度下对密度计(亦称作比重计)进行校正。此温度通过Peltier元件进行控制,该元件可将测量池冷却或加热至特定温度(如20°C)。首先,测量装有空气的测量池的频率。这是第一个频率,可以得到空气的密度值。然后,在测量池中装入水,并测量装有水的测量元件的频率。这是第二个频率,可以得到水的密度值。这种两点校正还可使用空气和标准液来完成,或使用具有不同密度范围的两种标准液来进行。
氦气密度计测量步骤:
使用氦气密度计,我们只需将一个已知重量的样品密封在样品室中,保持恒温。然后氦气被加入到系统中,氦气密度计样品室中的压力达到平衡。由于氦是一种小分子,它能够渗透到样品的孔隙中。然后将样品室的氦气释放到扩展室,压力再度达到平衡,用该平衡压力与气体定律计算样品的体积。最后从系统中把压力释放出来,并取出样品。因此,用氦气密度计测量得到的物体的绝对密度也被简称为“氦密度”。
包合密度计使用方法:
放置干粉的样品室是一个精密的圆柱体,样品室中有一根活塞进行压缩,压缩力可以设定并重复;在样品室中先只使用干粉进行压缩,得到零容积基线;然后将被测量物体和干粉一起放置于样品室中,重复上述压缩操作,可以得到活塞位移距离,再根据样品室的底面积(圆柱体圆形底面)可计算得到被测量物体的包合体积。最后,轻轻摇晃和除尘后,可以移除样品表面包合的干粉,因而样品可以恢复原样并重复测试。样品室可根据被测量物体大小的不同选择不同尺寸以适应测量需要。
多孔物体的包合密度比其绝对密度要小;对于无孔隙物体,其包合密度等于其绝对密度。因此通过测量同一物体的绝对密度和包合密度,可以计算其总孔隙率。
关于密度计的原理与使用就介绍到这了,你学会了吗?
来源:药事纵横、倍捷科技等整编
注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!
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