Densimètres numériques

Les densimètres numériques (ou mesureurs de masse volumique) sont dotés d'un tube en U en verre transparent qui effectue un mouvement d'oscillation. L'instrument mesure la fréquence d'oscillation du tube rempli d'échantillon. Cette fréquence varie en fonction de l'échantillon : plus la masse de l'échantillon est importante, plus la fréquence est élevée. La fréquence est mesurée, puis convertie en masse volumique. De plus, les densimètres numériques de paillasse intègrent un thermostat à effet Peltier afin de contrôler la température de l'échantillon.

Consultez cette page pour en savoir plus sur la mesure, la définition, l'équation, les influences de la masse volumique, et bien plus encore.

Les deux dénominations, densimètre et mesureur de masse volumique, font référence au même instrument. Différents termes sont utilisés selon le pays ou la région dans laquelle il est utilisé. Cet instrument utilise la technologie du tube en U oscillant pour mesurer la densité, la masse volumique ou des valeurs connexes dans un échantillon liquide. Cette mesure est effectuée automatiquement, ce qui permet de réduire l'influence de l'opérateur et améliore la répétabilité.

La masse volumique d'une solution peut être mesurée de façon manuelle ou numérique. Pour obtenir des informations plus détaillées sur les mesures avec pycnomètres, hydromètres et densimètres numériques, veuillez consulter notre guide 3 façons de mesurer la masse volumique.

Les méthodes manuelles, telles que l'utilisation de pycnomètres et d'hydromètres, sont des techniques largement répandues permettant de déterminer la masse volumique et d'autres valeurs associées, telles que la densité, le pourcentage d'alcool, la valeur Brix ou API, le degré Baumé ou Plato, etc. Ces méthodes bon marché et faciles à utiliser requièrent une certaine expertise pour effectuer chaque étape des protocoles manuels, ce qui influe souvent sur l'exactitude et la fiabilité des résultats.

Un pycnomètre est un bécher en verre d'un volume défini. Il est pesé à vide (M1), puis rempli avec l'échantillon et pesé à nouveau (M2). La différence entre M1 et M2 divisée par le volume du bécher correspond à la masse volumique de l'échantillon.

L'hydromètre est un corps en verre plongé dans l'échantillon. Après un bref délai d'équilibrage, il flotte à une certaine profondeur. Plus la masse volumique de l'échantillon est élevée, moins l'hydromètre s'enfonce. Le niveau d'équilibre indique la masse volumique.

Un kit de détermination de masse volumique est utilisé avec une balance. Un corps en verre de volume défini est pesé dans l'air (M1), plongé dans l'échantillon et à nouveau pesé (M2). La différence entre M1 et M2 (la poussée) divisée par le volume du corps en verre correspond à la masse volumique de l'échantillon. Un support spécial peut également être utilisé pour mesurer la masse volumique des solides, au moyen d'un liquide de référence (eau, éthanol ou défini par l'utilisateur).

Les densimètres numériques, également appelés mesureurs de masse volumique, sont disponibles sous la forme d'instruments de paillasse et d'instruments portables. Ils s'appuient sur l'oscillation d'un tube pour mesurer rapidement et avec précision la masse volumique d'un échantillon. Un tube de verre creux vibre à une certaine fréquence. Cette fréquence varie en fonction de l'échantillon : plus la masse de l'échantillon est importante, plus la fréquence est élevée. La fréquence est mesurée, puis convertie en masse volumique. De plus, les densimètres numériques de paillasse intègrent un thermostat à effet Peltier afin de contrôler la température de l'échantillon.

Pour plus d'informations sur les densimètres numériques et leurs avantages par rapport aux méthodes manuelles, veuillez consulter notre Comparaison des différentes techniques de mesure.

Généralement, les tubes de verre creux en forme de U qui servent de cellule de mesure dans les densimètres numériques ont une contenance de 1 mL environ. Pour faciliter l'analyse, il est préférable d'utiliser un volume d'échantillon supérieur. Nous recommandons ainsi un remplissage à la seringue avec un volume compris entre 3 et 5 mL, afin de remplir également le tuyau de vidange.

Cela dépend de la différence de température entre l'échantillon et la cellule de mesure, ainsi que du type d'échantillon. La précision de mesure requise est un autre critère important. Le temps de mesure peut prendre seulement quelques secondes avec un densimètre numérique portable sans contrôle de température, et entre 2 et 5 minutes avec un instrument de paillasse avec contrôle actif de la température.

Habituellement, les densimètres ou mesureurs de masse volumique sont ajustés avec de l'air et de l'eau, à une température de mesure spécifique. Cette température est contrôlée par un thermostat Peltier, qui peut refroidir ou réchauffer la cellule de mesure à une température spécifique (p. ex. 20 °C). Tout d'abord, on mesure la fréquence de la cellule de mesure remplie d'air. Cette fréquence est ensuite associée à la masse volumique de l'air. Puis, la cellule de mesure est remplie d'eau et sa fréquence est une nouvelle fois mesurée. Cette fréquence est ensuite associée à la masse volumique de l'eau. Ce réglage en deux points peut aussi être fait avec de l'air et un étalon, ou avec deux étalons couvrant différentes plages de masse volumique.

Découvrez comment ajuster votre densimètre numérique.

À l'origine, ces densimètres sont conçus pour mesurer des liquides homogènes. En pratique, ils peuvent mesurer de nombreux autres échantillons, avec de bons résultats. Si la viscosité de l'échantillon peut être abaissée à une valeur inférieure à 36 000 mPa*s en chauffant à la température de pompage (p. ex., la paraffine), la densité peut être mesurée de façon entièrement automatique avec une unité d'automatisation chauffante telle que les unités SC1H ou SC30H. Les échantillons plus visqueux peuvent être mesurés manuellement, s'ils peuvent être prélevés par une seringue sans emprisonner de bulle d'air, et si l'opérateur peut les presser à une vitesse contrôlée pour les faire passer dans un tube fin de 15 cm de long. Ces densimètres ne doivent pas être utilisés pour mesurer les échantillons qui détériorent le tube en U en verre de la cellule de mesure (p. ex. acide hydrofluorique, liquides ou pâtes utilisés pour dépolir le verre).