Tetthetsmåler

Digitale tetthetsmålere (densitetsmåler) benytter et U-formet hult glassrør der svingning settes i gang. Røret fylles med prøven, og svingningsfrekvensen blir målt. Denne frekvensen endres når røret fylles med prøven – jo høyere prøvens masse er, jo lavere blir frekvensen. Denne frekvensen blir så målt og omdannet til tetthet. I tillegg benytter stasjonære digitale tetthetsmålere en innebygd Peltier-termostat til å styre prøvens temperatur.

Se her for mer informasjon om tetthetsmåling, definisjon, ligning, påvirkninger m.m.

En spesifikk vektmåler, tetthetsmåler eller densimeter refererer til det samme instrumentet. Ulike termer brukes avhengig av landet eller regionen det brukes i. Dette instrumentet bruker oscillerende U-rørteknologi for å måle egenvekt, tetthet eller relaterte verdier i en væskeprøve. Denne målingen utføres automatisk, noe som reduserer operatørens innflytelse og forbedrer repeterbarheten.

Tettheten til en løsning kan måles manuelt eller digitalt. Du kan finne mer detaljert informasjon om hvordan tetthet måles med pyknometere, hydrometere og digitale tetthetsmålere i veiledningen 3 måter å måle tetthet.

Manuelle metoder som pyknometere og hydrometere er mye brukt for fastsettelse av tetthet og relaterte verdier, f.eks. egenvekt, alkoholprosent, Brix-grader, API-grader, Baumé, Plato osv. Selv om disse metodene er enkle og rimelige i bruk, krever de kompetanse i hvert trinn av de manuelle driftsprotokollene, noe som ofte påvirker nøyaktigheten og påliteligheten av resultatene.

Et pyknometer er et glassbeger med et definert volum. Det veies uten prøven (M1), fylles med prøven og veies igjen (M2). Prøvens tetthet er forskjellen mellom M1 og M2 delt på begerets volum.

Et hydrometer er et glassinstrument som dyppes i prøven. Etter en kort innsvingningstid vil den flyte til et visst nivå. Jo høyere tettheten til prøven er, jo mindre flyter hydrometeret. Likevektsnivået gir tettheten.

Et tetthetssett brukes sammen med en vekt. Et glassinstrument med definert volum veies i luft (M1), dyppes i prøven og veies igjen i prøven (M2). Prøvens tetthet er forskjellen mellom M1 og M2 (oppdrift) delt på glassinstrumentets volum. En spesiell holder kan også brukes til å måle tettheten av faste stoffer med hjelp av en referansevæske (vann, etanol eller brukerdefinert).

Digitale tetthetsmålere, også kjent som en densitetsmåler, er tilgjengelig som stasjonære og håndholdte instrumenter. De benytter teknologi med oscillerende rør til å utføre svært nøyaktig måling av en prøve på kort tid. Et hult glassrør vibrerer ved en bestemt frekvens. Denne frekvensen endres når røret fylles med prøven – jo høyere prøvens masse er, jo lavere blir frekvensen. Denne frekvensen blir så målt og omdannet til tetthet. I tillegg benytter stasjonære digitale tetthetsmålere en innebygd Peltier-termostat til å styre prøvens temperatur.

Du kan finne mer informasjon om digitale tetthetsmålere sammenlignet med manuelle metoder i veiledningen Sammenligning av ulike måleteknikker

Et typisk volum for et U-formet hult glassrør som benyttes som målecelle i en digital tetthetsmåler, er rundt 1 ml. For å unngå problemer med fylling anbefales det å bruke et større volum. Vanligvis fylles det på 3–5 ml ved bruk av en sprøyte, slik at en del av utløpsrøret også fylles med prøven.

Dette er avhengig av temperaturforskjellen mellom prøven og målecellen samt av prøvetypen. Det avhenger også av den nødvendige nøyaktigheten for målingen. Måletiden varierer vanligvis fra noen få sekunder med en bærbar digital tetthetsmåler uten temperaturkontroll, til ca. 2–5 minutter med et stasjonært instrument med aktiv temperaturkontroll.

Tetthetsmålere, eller densitetsmålere, justeres vanligvis med luft og vann ved en spesifikk måletemperatur. Denne temperaturen kontrolleres med et Peltier-element, som kan kjøle ned eller varme opp målecellen til en bestemt temperatur (f.eks. 20 °C). Først måles frekvensen av målecellen fylt med luft. Denne første frekvensen tildeles luftens tetthetsverdi. Deretter fylles målecellen med vann, og frekvensen av den vannfylte målecellen registreres. Denne andre frekvensen tildeles vannets tetthetsverdi. Denne topunktsjusteringen kan også gjøres med luft og en standard, eller to standarder som dekker ulike tetthetsområder.

Finn ut mer om hvordan du kan justere den digitale tetthetsmåleren.

Disse tetthetsmålerne ble opprinnelig konstruert for og er beregnet til å måle homogene væsker. I praksis kan også mange andre prøver måles uten problemer. Hvis prøveviskositeten kan reduseres ned til under 36 000 mPa ved oppvarming til pumpetemperaturen (f.eks. parafin), kan tettheten også måles helautomatisk med en automatiseringsenhet med varmefunksjon slik som SC1H eller SC30H. Prøver med høyere viskositet kan måles manuelt hvis de kan fylles inn i en sprøyte uten å forårsake luftbobler, og operatøren kan deretter føre disse prøvene med en kontrollert hastighet gjennom et smalt, ca. 15 cm langt rør. U-røret i målecellen er laget av glass, og prøver som angriper glass (f.eks. flussyre eller væsker og pastaer som brukes til etsing av glass) bør ikke måles med slike tetthetsmålere.