測量物體密度的儀器是密度計(jì)
作者:admina來源:時(shí)間:2020-09-15 21:48:36瀏覽量:1338人閱讀
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固體液體密度計(jì),液體比重計(jì)
測量物體密度的儀器是密度計(jì)(Density Meter)。密度計(jì)測量的基本原理是,衡量感光材料曝光和顯影后的變黑程度即黑度。在制版時(shí),感光材料上的溴化銀,受到光照作用,顯影后還原成金屬銀,形成一定的阻光度。黑度大的,密度高;黑度小的,密度低。帶有濾光片的測量計(jì),還可以測量彩色原稿的彩色密度。其測量原理與上述基本原理相近。
常用密度計(jì)有兩種,一種測密度比純水大的液體密度,叫重表;另一種測密度比純水小的液體,叫輕表。
原理
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地球的重力將物體拉向地面,但是如果將物體放在液體中,浮力將會(huì)對它產(chǎn)生反方向的作用力。 浮力的大小等同于物體排開液體的重力。
密度計(jì)是根據(jù)重力和物體漂浮時(shí)受力平衡及阿基米德原理制成的。 [1] 一個(gè)功能完好的密度計(jì)僅能處于漂浮狀態(tài),因此浮力向上推的力要比重力向下拉的力稍微大一點(diǎn)。但在平衡的時(shí)候,其受的重力大小等于浮力。
因?yàn)槊芏扔?jì)的體積沒有發(fā)生變化, 其排開水的體積相同。但是,因?yàn)槠渲邪烁嗟乃兊酶亍?當(dāng)重力大于浮力時(shí),密度計(jì)會(huì)下沉。 密度計(jì)的重量小于相同體積水的重力,所以密度計(jì)重新浮起。
密度計(jì)的讀數(shù)是下大上小,從上至下的刻度值是逐漸增大的,但刻度不均勻,上疏下密。當(dāng)它浸入不同的液體中,體積不變示數(shù)發(fā)生變化,密度計(jì)底部的鐵砂或鉛粒是用來保持平衡的。
測量流體密度的物性分析儀器。與它相似的比重計(jì)是測量流體比重的儀器。密度是單位體積物質(zhì)的質(zhì)量;比重是液體或固體與水或者氣體與空氣在規(guī)定溫度和壓力時(shí)的密度比。水和空氣在一定溫度和壓力時(shí)的密度是已知的,因此,在規(guī)定條件下的比重和密度是可以互換的。物質(zhì)的密度或比重與物質(zhì)的成分有關(guān),所以常用密度計(jì)和比重計(jì)來檢測如酒精、石油產(chǎn)品、酸堿溶液、煤氣和天然氣等的品質(zhì)。密度計(jì)還可用于這類產(chǎn)品生產(chǎn)和加工過程的監(jiān)測和控制。
分類
按照密度計(jì)的應(yīng)用場景不同,可以將密度計(jì)分為臺(tái)式密度計(jì)和便攜式密度計(jì)。
按測量的物質(zhì)形態(tài)不同,可以將密度計(jì)分為固體密度計(jì)、液體密度計(jì)和氣體密度計(jì)。
按照工作原理的不同,可以將密度計(jì)分為靜壓式、振動(dòng)式、浮子式和放射性同位素式等類型的密度計(jì)。
測量原理
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在制版時(shí),感光材料上的溴化銀,受到光照作用,顯影后還原成金屬銀,形成一定的阻光度。黑度大的,密度高;黑度小的,密度低。帶有濾光片的測量計(jì),還可以測量彩色原稿的彩色密度。其測量原理與上述基本原理相近。
在物理實(shí)驗(yàn)中使用的密度計(jì),是一種測量液體密度的儀器。它是根據(jù)物體浮在液體中所受的浮力等于重力的原理制造與工作的。密度計(jì)是一根粗細(xì)不均勻的密封玻璃管,管的下部裝有少量密度較大的鉛丸或水銀。使用時(shí)將密度計(jì)豎直地放入待測的液體中,待密度計(jì)平穩(wěn)后,從它的刻度處讀出待測液體的密度。
應(yīng)用
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用于密度計(jì)時(shí):可測定各種流體,半流體或混合物的比重。例如:水泥漿、沙漿、礦漿、紙漿以及化工制品、藥制品過程中的隨機(jī)比重。
用于濃度計(jì)時(shí):可測定溶液或混合物的百分濃度(或配比)。例如:各種溶液、礦漿、泥漿、砂漿、飲料浮選劑等濃度。配合流量計(jì),即可方便計(jì)算出干礦物質(zhì)瞬時(shí)質(zhì)量流量及累計(jì)量。
種類
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常用的密度計(jì)和比重計(jì)有浮子式密度計(jì)、靜壓式密度計(jì)、振動(dòng)式密度計(jì)和放射性同位素密度計(jì)。
浮子式密度計(jì)它的工作原理是:物體在流體內(nèi)受到的浮力與流體密度有關(guān),流體密度越大浮力越大。如果規(guī)定被測樣品的溫度(例如規(guī)定25℃),則儀器也可以用比重?cái)?shù)值作為刻度值。這類儀器中最簡單的是目測浮子式玻璃比重計(jì)(圖1), 簡稱玻璃比重計(jì)。
靜壓式密度計(jì)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(jù)壓力測量儀表測出的靜壓數(shù)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(jì)稱為膜盒靜壓式密度計(jì)。另一種常用的是單管吹氣式密度計(jì)(圖2)。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(shí)管內(nèi)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(dòng)式密度計(jì)它的基本工作原理是:兩位奧地利著名科學(xué)家Hans Stabinger和Hans Leopord發(fā)現(xiàn)了振蕩管密度計(jì)的測量原理:物體受激而發(fā)生振動(dòng)時(shí),其振動(dòng)頻率或振幅與物體本身的質(zhì)量有關(guān),如果在一個(gè)U型的玻璃管內(nèi)充以一定體積的液體樣品,則其振動(dòng)頻率或振幅的變化便反映一定體積的樣品液體的質(zhì)量或密度以及比重。兩位科學(xué)家后來設(shè)計(jì)出原型并交由Urich Santner先生以及其公司Anton Paar在 1967年設(shè)計(jì)了最早的數(shù)字式液體密度計(jì)。全自動(dòng)的液體密度計(jì)均基于U型振蕩管的原理。
放射性同位素密度計(jì)儀器內(nèi)設(shè)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(guān),而射線檢測器的信號(hào)則與該吸收量有關(guān),因此反映出樣品的密度。
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