Прибор для определения плотности металла
Измерение плотности жидкостей и твердых тел при помощи лабораторных весов
Пожалуйста, расскажите о вашей задаче. Запросить цены или информацию Позвонить специалисту Запросить информацию Запросить цены
Для определения плотности твердых веществ лучше всего подходят методы измерения выталкивающей силы и вытеснения, основанные на законе Архимеда. В обоих методах используется жидкость с известной плотностью, которая не вступает в реакцию с образцом, но тщательно смачивает его. В жидкость можно добавить смачивающий реагент.
Встроенное приложение на весах предоставляет пошаговые инструкции. В весах серии Excellence запрограммированы рабочие процессы для пяти различных методов определения плотности. В весах начального и базового уровней заданы рабочие процессы для двух методов.
Помимо комплекта для измерения плотности, требуется дополнительное стеклянное грузило объемом 10 мл. Плотность рассчитывают по разности массы грузила в воздухе и в жидкости. В качестве альтернативы можно использовать пикнометр или цифровой плотномер.
Корзинку из комплекта для измерения плотности можно перевернуть так, чтобы более легкие образцы удерживались в жидкости и не всплывали на поверхность. Если воздействие выталкивающей силы на корзинку слишком велико, поместите дополнительный вес на верхнюю грузоприемную чашку комплекта и повторите процедуру измерения. Также можно использовать другую контрольную жидкость с меньшей плотностью.
Добавьте в контрольную жидкость несколько капель смачивающего реагента. Оставьте ее на ночь, чтобы вышел весь растворенный газ. Используйте мягкую кисть для очистки образца и комплекта от пузырьков.
На точность измерения плотности влияет допуск метода (влияние пузырьков и т. д.), точность измерения температуры и взвешивания. Каждое измерение на ЛЮБЫХ весах характеризуется неопределенностью. Понимание источника этой неопределенности — залог точных результатов взвешивания. Точность прибора для взвешивания определяется не его дискретностью, а воспроизводимостью и минимальной массой нетто образца.
Чтобы выбрать подходящие весы, нужно знать наименьшую массу, которую планируется взвешивать, и необходимую точность результатов (то есть допуски).
Международный стандарт взвешивания МЕТТЛЕР ТОЛЕДО GWP ® помогает подобрать правильные весы с учетом специфики применения. Бесплатную рекомендацию по весам можно получить у местного представителя МЕТТЛЕР ТОЛЕДО. Определите, отвечают ли имеющиеся весы вашим требованиям к качеству.
Требуется определить плотность твердых пластмассовых образцов в соответствии со стандартом ISO 1183-1. Какие весы подходят для этого?
Согласно стандарту ISO 1183-1, необходимы весы с дискретностью 0,1 мг или ниже, при этом желательно, чтобы масса образца составляла не менее 1 г. С точки зрения минимальной массы нетто взвешивание образцов массой не менее 1 г на весах с дискретностью 0,1 мг выполнять допустимо. Однако помимо необходимой точности весов следует учитывать и технологические допуски процессов. Бесплатная услуга МЕТТЛЕР ТОЛЕДО GWP ® Recommendation поможет подобрать весы для конкретной задачи.
Процедура измерения плотности состоит из нескольких этапов. Иногда приходится некоторое время ждать, пока показания стабилизируются. Поэтому можно легко растеряться, особенно при одновременном выполнении нескольких задач. Встроенное приложение на весах предоставляет пошаговые инструкции. Каждую инструкцию необходимо подтверждать, нажимая кнопку «OK», поэтому оператор всегда знает, на каком этапе находится.
Подключите сканер штрихкода к весам, чтобы быстро и без ошибок считывать такие метаданные, как идентификатор образца, номер партии, номер заказа и т. д. При помощи принтеров МЕТТЛЕР ТОЛЕДО серии P-50 можно распечатывать эти метаданные, результаты, а также дату и время измерения.
При проведении серии определений плотности используйте функцию статистики на весах МЕТТЛЕР ТОЛЕДО. Она быстро построит тренды для данных и поможет принять правильные решения в процессе работы.
В весы XPR, XSR, MS-TS, ML-T и ME-T встроена база данных со значениями плотности часто используемых эталонных жидкостей. Значение плотности корректируется исходя из вводимой температуры.
Приложение для анализа плотности на весах XPR, XSR и MS-TS делает все вычисления за пользователя. Достаточно только ввести температуру и выбрать используемую контрольную жидкость. Весы записывают значения массы и автоматически вычисляют плотность.
Приложение для анализа плотности на весах MS-TS, ML-T и ME-T помогает создать отчет о сериях измерений. Отчет можно распечатать или сохранить на USB-накопителе. Весы XPR и XSR в сочетании с программным обеспечением LabX имеют более гибкие настройки. Отчеты можно дополнять графиками и диаграммами и отправлять прямо в систему LIMS или ERP.
Плотность образца — важный показатель качества сырья и готовой продукции. Существуют различные способы точного определения плотности твердых, вязких и жидких материалов, таких как металлы, пластмассы, химические вещества, смазочные материалы и продукты питания.
Определение плотности для контроля качества
Неоднородность сырья, на которую указывает изменение плотности, может пагубно сказаться на качестве конечного продукта. Путем измерения плотности сырья проверяют чистоту материала. Если вместо указанного вещества в состав входит более дешевый заменитель, измеренная плотность смеси будет отличаться от плотности чистого вещества.
Показатели плотности также используют для проверки однородности. Если изготовленная деталь не будет однородной, ухудшатся такие важные ее характеристики, как прочность и сопротивление растрескиванию. Например, пузырек воздуха внутри детали может привести к ее поломке при нагрузке. Проверка деталей методом случайной выборки — простой и экономичный способ контроля качества в процессе производства.
Почему так важно точное взвешивание
В лаборатории гравиметрическое определение плотности проводят с помощью методов, основанных на законе Архимеда (ареометрический метод), принципе вытеснения и использовании пикнометра.
Самый распространенный метод измерения плотности основан на действии выталкивающий силы, возникающей согласно закону Архимеда: тело, погруженное в жидкость, теряет в весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость. Этот древний принцип, предложенный приблизительно в 200 г. до н. э., и сегодня служит для гравиметрического определения плотности. В этом методе точность результатов напрямую зависит от точности взвешивания.
Перейдите в один из следующих разделов, чтобы узнать больше:
Процедура определения плотности твердых веществ
Ареометрический метод: закон Архимеда в действии
Согласно закону Архимеда, на тело, погруженное в жидкость частично или полностью, действует выталкивающая сила, направленная вверх. Величина этой силы равна
весу жидкости, вытесняемой телом.
Твердое вещество взвешивают в воздухе (A), а затем во вспомогательной жидкости (B) с известной плотностью. Плотность твердого тела ρ можно рассчитать следующим образом:
ρ = плотность образца;
A = масса образца в воздухе;
B = масса образца во вспомогательной жидкости;
ρ0 = плотность вспомогательной жидкости;
ρL = плотность воздуха.
Необходимо учитывать температуру жидкости, поскольку ее колебания могут изменять плотность на величину от 0,001 до 0,1 на один градус Цельсия. Изменения
проявляются в третьем знаке после запятой.
Если известны масса и объем образца (твердого вещества или жидкости), его плотность можно рассчитать по формуле:
Проблемы при определении объема
Точно взвесить образец достаточно просто, но при определении объема могут возникнуть затруднения.
Выталкивающая сила
Метод гидростатического взвешивания (использующий закон Архимеда) решает проблему определения объема, поскольку он предполагает взвешивание образца в двух разных средах (в воздухе и в жидкости). Таким образом, в обоих случаях объем можно считать постоянным.
В простой версии метода на основе измерения вытеснения объем твердого тела определяют по увеличению уровня жидкости, в которую опускают образец.
И наоборот, путем погружения объекта с известным объемом в жидкость с неизвестной плотностью можно определить разницу в массе (в воздухе и в жидкости) для дальнейшего расчета плотности жидкости.
Пикнометр — специальная стеклянная колба, как правило, известного объема. Чаще всего его применяют для определения плотности жидкостей. Пикнометр сначала взвешивают пустым, а затем заполняют исследуемой жидкостью. Плотность образца вычисляется как разность результатов взвешивания (то есть масса образца), деленная на объем пикнометра.
Пикнометр также применяют для определения плотности порошков или гранул.
Цифровой плотномер
Полая стеклянная трубка совершает свободные колебания с определенной частотой. При наполнении трубки частота ее колебаний изменяется: чем больше масса образца, тем ниже частота. Цифровые плотномеры измеряют частоту и преобразуют ее в плотность.
В следующей таблице приведено сравнение этих четырех методов.
Плотность твердого образца можно определить по известной плотности жидкости и двум значениям массы.
Плотность жидкого образца можно определить по известному объему контрольного тела и двум значениям массы.
Определение плотности с помощью весов
Плотномер
Плотномер (денситометр или измеритель удельного веса) — это аналитический прибор, в котором для быстрого автоматического измерения плотности образца используются колебания дугообразной стеклянной трубки. Измеренные значения переводятся в другие специальные единицы плотности и концентрации, такие как удельный вес, градусы API или Brix, содержание спирта и др. Доступны легкие портативные плотномеры и высокоточные настольные модели.
Advantages of METTLER TOLEDO’s Density Meters / Specific Gravity Meters
Подходит для любых образцов
Измерители плотности МЕТТЛЕР ТОЛЕДО используются для различных образцов в фармацевтической, нефтехимической, пищевой и других отраслях. Эти приборы позволяют получить надежные данные для летучих, агрессивных, вязких и пастообразных веществ.
Производительность и простота
Как говорит один из клиентов: «Плотномером очень просто пользоваться. Достаточно поместить в него образец и нажать одну кнопку. Измерение занимает мало времени. Мы начали работать с плотномером и автоподатчиком в 2017 году, а в 2019 году приобрели второй комплект для повышения производительности», — говорит руководитель по качеству, компания Solvay (Zhenjiang) Chemicals, Китай.
Эффективное управление данными
Уникальное ПО обеспечивает эффективное управление данными, их передачу между различными приборами, централизованное управление ресурсами, целостность данных и другие преимущества.
Десятилетия успешной работы
Тысячи довольных клиентов по всему миру — от небольших семейных компаний до международных корпораций. Приборы МЕТТЛЕР ТОЛЕДО обеспечивают надежный и эффективный контроль качества в различных отраслях.
Компактная и продуманная конструкция
Компания МЕТТЛЕР ТОЛЕДО предлагает легкие портативные плотномеры массой 355 г и компактные настольные плотномеры. Они разработаны для уменьшения нагрузки на оператора и экономии места на рабочем столе.
Измерение плотности в любой точке
Высококачественные детали обеспечивают длительный срок службы. Плотномеры МЕТТЛЕР ТОЛЕДО одинаково хорошо работают в сложных полевых условиях, в лабораториях и на производстве.
Высококлассная поддержка в любой точке мира
В важных вопросах клиенты полагаются на сервисных специалистов и экспертов МЕТТЛЕР ТОЛЕДО. Мы проводим периодическое техническое обслуживание для повышения эксплуатационной готовности оборудования, обучаем операторов и предоставляем консультации.
Полезные ссылки по теме
Автоматическое измерение плотности
Автоматические системы экономят время, снижают затраты и повышают эксплуатационную безопасность. Автоматизация измерений с помощью насосов или высокопроизводительных автоподатчиков повышает воспроизводимость и надежность. Читать
Экономия рабочего времени до 70 %
Многопараметрические системы анализа позволяют за одно измерение определить плотность, pH, показатель преломления и цвет образца. Экономьте время, улучшайте качество результатов и повышайте производительность на 50 %. Читать
ПО LabX и EasyDirect для ПК
Многофункциональные программные комплексы для измерения плотности. Электронный документооборот обеспечивает целостность данных, их надежное хранение и безошибочный перенос информации. Данные легко просматривать и анализировать Читать
Портативный плотномер всегда под рукой
Densito — это легкий, прочный и надежный прибор с интуитивно понятным интерфейсом. Он обладает всем необходимым для измерения плотности, удельного веса и других единиц в лаборатории или за ее пределами. Читать
Принадлежности и расходные материалы для плотномеров
Чтобы повысить эффективность работы плотномера, выберите нужные принадлежности и расходные материалы. Доступны принтеры, сканеры и датчики, а также различные сертифицированные стандарты жидкостей. Читать
Руководства, рекомендации по применению, информационные документы — и многое другое!
Воспользуйтесь опытом экспертов, чтобы повысить качество результатов, сэкономить время и обеспечить соответствие новым нормативным требованиям. Доступны короткие полезные советы и рекомендации, подробные руководства и вебинары. Читать
Узнайте подробнее о сервисных предложениях МЕТТЛЕР ТОЛЕДО, разработанных для вашего оборудования
Компания МЕТТЛЕР ТОЛЕДО осуществляет комплексную поддержку измерительного оборудования на протяжении всего срока службы: от инсталляции до профилактического технического обслуживания, от калибровки до ремонта.
- Приборы для термического анализа серии Excellence
- pH-метр, кондуктометр, кислородомер, иономер
- Титраторы
- Прибор для определения температуры плавления
- Плотномер
- Рефрактометр / прибор для измерения градусов Brix
- Спектрофотометры УФ-ВИД
Как работает цифровой плотномер?
Основной элемент цифрового измерителя плотности (удельного веса) — полая дугообразная стеклянная трубка, которая совершает свободные колебания. Прибор измеряет частоту колебаний трубки, наполненной анализируемым веществом. При наполнении трубки ее собственная частота колебаний изменяется: чем больше масса образца, тем ниже частота колебаний. Измеренная частота пересчитывается в плотность. Стационарные цифровые измерители плотности оснащены термостатом с элементом Пельтье для контроля температуры образца.
Измеритель удельного веса, плотномер, денситометр. В чем разница?
Измеритель удельного веса, плотномер и денситометр — это названия одного прибора. Различия в терминах могут быть связаны с региональными особенностями. В этом приборе для измерения удельного веса, плотности и связанных единиц используются колебания полой дугообразной трубки с жидким образцом. Благодаря автоматизации измерения воспроизводимость результатов не зависит от оператора.
Какие приборы используются для измерения плотности жидкостей?
Плотность раствора можно измерить ручным или цифровым методом. Более подробно измерение плотности с помощью пикнометров, ареометров и цифровых плотномеров описано в руководстве «Три метода измерения плотности».
Ручные методы с использованием таких приборов, как пикнометры и ареометры, широко применяются для определения плотности и связанных с ней величин, например удельного веса, содержания спирта (%), градусов Brix, API, Боме, Плато и т. д. Хотя эти приборы просты и недороги, для работы с ними требуются знания и опыт выполнения ручных операций. Квалификация оператора часто влияет на точность и достоверность результатов.
Пикнометр — это стеклянный сосуд определенного объема. Пикнометр взвешивается без образца (M1), затем заполняется и снова взвешивается (M2). Плотность образца равна разности между величинами M1 и M2, деленной на объем стеклянного сосуда.
Ареометр — это стеклянная трубка, которую погружают в жидкость. Спустя короткое время устанавливается некоторый стабильный уровень погружения. Чем выше плотность образца, тем меньше погружается в него ареометр. Плотность жидкости определяется после стабилизации уровня погружения по шкале, нанесенной на ареометр.
Комплект для измерения плотности используется в сочетании с весами. Стеклянный предмет определенного объема взвешивается в воздухе (M1), затем погружается в образец и снова взвешивается уже в образце (M2). Плотность образца равна разности между величинами M1 и M2 (выталкивающая сила), деленной на объем стеклянного предмета. При измерении плотности твердых веществ можно использовать специальный держатель и эталонную жидкость (водой, этанолом или другой по выбору пользователя).
Цифровой плотномер, который также называют измерителем удельного веса или денситометром, доступен в настольном или портативном исполнении. Для быстрого и очень точного измерения плотности образца в нем используется технология определения частоты колебаний дугообразной трубки. Полая стеклянная трубка совершает свободные колебания с определенной частотой. При наполнении трубки ее собственная частота колебаний изменяется: чем больше масса образца, тем ниже частота колебаний. Измеренная частота пересчитывается в плотность. Стационарные цифровые измерители плотности оснащены термостатом с элементом Пельтье для контроля температуры образца.
Подробнее о цифровых плотномерах и их преимуществах по сравнению с ручными методами см. на странице Сравнение методов измерения.
Читайте также: