密度测定

密度测定

使用您的天平和密度组件测定固体、液体和粘性物质的密度。

测定固体密度的最佳方法是什么?

固体密度测定的最佳过程是浮力法和位移法,两种方法均基于阿基米德原理。 这些方法的前提条件是使用已知密度,且不与样品材料发生反应但会完全浸湿样品材料的液体。 可以向液体中添加增湿剂。

密度测定过程有很多步骤。 如何简化?

集成的天平应用程序提供了分步说明。 超越系列天平具有用于5种密度测定方法的工作流程。 高级和标准系列天平具有用于2种方法的工作流程。

为什么需要测定液体密度?

配合使用密度组件,以及选配的10mL液体密度测量组件可以测定液体密度。通过计算液体密度量块在空气和液体中的重量差来计算液体密度。另外,也可以使用比重瓶或数字密度计

我的样品密度小于水 – 漂浮在水上!

密度组件上的称量篮可以倒置,将更轻的样品保持在液体之下而无法漂浮在表面上。 如果浮力大于称量篮装置,则在密度组件的顶部称量盘上再放置附加重量,然后重新开始密度测定程序。 另外,也可以使用密度更小的参考液体。

我的样品上有很多气泡。

向参考液体中添加几滴增湿剂。 将其静置过夜,释放任何溶解的气体。 使用软刷刷去样品和密度组件上的气泡。

我需要哪种天平来获取准确的密度结果?

密度测定的准确度受方法允差(气泡等)和温度测量以及重量测量准确度的影响。 在任何天平上进行的每一次测量都具有不确定性。 了解这种不确定性对于确保准确的称量结果至关重要。 决定称量仪器准确度的不是可读性,而是重复性或最小称量值。

为了找到适合您需求的天平,您需要知道要称量的最小重量以及所需称量准确度(即:允差)。

梅特勒-托利多的全球称量标准GWP®可以帮助您选择最适合您的应用要求的天平。 请向当地代表获取免费的天平建议。 判断您的现有天平是否满足质量要求。

GWP Recommendation

我必须测定固体塑料样品的密度,需要遵守ISO 1183-1标准。 我可以使用哪种天平或秤?

ISO 1183-1规定了天平的可读性要求至少为0.1mg,并且规定样品质量不少于1g。在可读性为0.1mg的天平上对不少于1g的样品进行称量通常不会违反天平最小称量值要求。然而,应该将所需天平准确度与所需过程允差结合考虑。 我们的免费GWP® Recommendation服务可以帮助您选择最适合您的具体需求的天平。

GWP Recommendation

我对于遵循复杂的过程有问题。

密度测定过程有若干步骤,有时需要等待天平稳定下来,因此很容易糊涂,尤其忙着完成多项任务时更是如此。 集成的天平应用程序提供了分步说明。 按确定按钮确认每个说明,这样就知道现在进行到什么步骤了。

如何提高密度测定的可追溯性?

将一个条形码读取器与天平相连,以便直接无误读入元数据,如样品ID、批号和订货号等。 通过梅特勒-托利多P-50系列打印机,可以在结果旁边打印元数据,以及测量的日期和时间等。

如果评估若干样品的测量结果?

当您要进行系列密度测定时,梅特勒-托利多天平上的统计选项让您能够快速确定数据的趋势,协助您针对操作过程做出合适的决策。

在哪里找到密度值表?

XPE、XSE、MS-TS、ML-T和ME-T天平具有一个内置的密度数据库,其中包含了最常用参考液体的密度。 密度值根据输入的温度调节。

如果避免在密度计算中出错?

XPE、XSE和MS-TS天平上的密度应用程序将为您完成所有计算。 您只需要输入温度,选择使用的参考液体。 天平将自动记录重量并计算密度。

如何更简单地记录密度结果?

MS-TS、ML-T和ME-T天平上的密度应用程序让您能够创建系列密度测定的报告,您可以打印也可以保存在U盘上。 XPE和XSE天平结合LabX软件可以使用图表的方式提高报告的定制程度,报告还可以直接发送到LIMS或EPR。

实验室内的密度测定

请跳至下面的部分了解更多内容:

  1. 应用工作流程和挑战
  2. 梅特勒-托利多解决方案
  3. 问答

 

密度测定的工作流程

首先在空气(A)中称量固体,然后在已知密度的辅助液体(B)中称量。 固体的密度ρ可以按照以下方式计算:

Calculation formula for density in solid sample

ρ        = 样品的密度

A        = 样品在空气中的质量

B        = 样品在辅助液体中的质量

ρ0       = 辅助液体的密度

ρL       = 空气密度

必须考虑液体的温度,因为每°C可能会导致0.001到0.1数量级的密度变化,这种影响会在结果小数点后第三位看到。

 

 重量法,浮力法重量法,位移法比重瓶数字密度计
方法辅助液体烧杯位于平台上或天平下方。辅助液体烧杯位于天平上。指定容量的玻璃烧杯。振荡管技术
适用范围
  • 固体
  • 液体(带玻璃沉子)
  • 膏状物质(带伽马射线球)
  • 液体(带玻璃沉子)
    固体
  • 液体,分散
  • 粉末
  • 细粒
  • 液体
  • 气体
优点
  • 流程快捷
  • 灵活的样品尺寸
  • 称量仪器已经可用
  • 流程快捷
  • 称量仪器已经可用
  • 准确方法
  • 称量仪器已经可用
  • 流程快捷
  • 通过Peltier元件精确温度控制
  • 自动密度测定
  • 样品量少
缺点
  • 温度灵敏性
  • 样品必须小心浸入
  • 不得混入气泡
  • 温度灵敏性
  • 需要大量样品
  • 温度灵敏性
  • 劳动密集型
  • 耗费时间
  • 不得混入气泡
  • 粘性样品需要粘度修正(现代仪器中可用)。

单击此处了解密度测定的更多信息

如果知道样品的质量和体积(固体或液体),则可以计算得出:

Calculation of density by mass and volume


体积难题

准确称量样品比较简单,但是准确测定样品体积可能相当困难。

浮力

浮力法避免了测定体积的问题,因为它引入了在两种不同介质(空气和液体)中称量样品质量。因此,可以假定在两种情况下体积是不变的。

位移

在位移法的最简单应用中,固体样品的体积是通过观察样品所浸没液体的液位提高来测定的。
相反,当已知体积的物体浸没在未知浓度的液体中时,可以使用(在空气和液体中的)重量值差来确定液体的密度。

比重瓶

比重瓶是一个特制的玻璃烧瓶,通常具有确定的体积。 它通常用于测定液体的密度。首先对空的比重瓶进行称量,然后装满要测定的液体再称量一次。两者的差(样品质量)除以比重瓶的体积等于样品的密度。
比重瓶法还可以用于测定粉末样品或颗粒物的密度。

数字密度计

将空玻璃管以一定频率振动。 当管内装满样品时频率发生变化:样品质量越大,频率越低。 数字密度计的工作原理是测量这种频率,然后将其转换为密度。

请参见下表,了解这四种方法的比较。

 重量法,浮力法重量法,位移法比重瓶数字密度计
方法辅助液体烧杯位于平台上或天平下方。辅助液体烧杯位于天平上。指定容量的玻璃烧杯。振荡管技术
适用范围
  • 固体
  • 液体(带玻璃沉子)
  • 膏状物质(带伽马射线球)
  • 液体(带玻璃沉子)
    固体
  • 液体,分散
  • 粉末
  • 细粒
  • 液体
  • 气体
固体样品的测量原理
样品在空气中称量一次,浸没在已知浓度的辅助液体中称量一次。

固体样品的密度可通过液体的已知密度和两个质量值确定。



ρ,= 样品密度
A,= 样品在空气中的重量
B,= 样品在辅助液体中的重量
ρ0,= 辅助液体的密度
ρL,= 空气的密度
浸没样品前后对已知密度的辅助液体进行称量(可使用皮重直接测量质量差)。

使用该质量差和液体密度,可以确定样品体积。 然后再使用样品质量可计算其密度。
首先对空密度瓶进行称量,然后装满已知密度的参考液体进行称量。 粉末加入清洁且干燥后的密度瓶中。 对其进行称量确定粉末样品的重量。 然后,在密度瓶中装满相同的液体,粉末必须完全溶解。 再次称量密度瓶。 然后可以确定被替换液体的重量,因此可以计算出粉末的密度。不适用
液体样品的测量原理
已知体积的参考物体(玻璃沉子)在空气中称量一次,在未知浓度的液体中再称量一次。

液体样品的密度可通过参考物体的已知体积和两个质量值确定。



ρ,= 液体样品的浓度
α,= 重量修正系数(0.99985),考虑调节重量的空气浮力
A,= 参考物体在空气中的重量
B,= 参考物体在液体中的重量
V,= 参考物体的已知体积
ρL,= 空气的密度
未知密度液体的重量在浸没参考物体(伽马射线球或玻璃沉子)前后各测量一次。

使用参考物体的质量差和已知体积,可以确定液体样品的密度。
首先对空密度瓶进行称量,然后装满液体样品再进行称量。 质量差除以密度瓶的体积等于液体的密度。样品添加到设备的U形空玻璃管中。 测量管的振动频率来确定样品的密度。 振动的频率越低,样品的密度越高。

 

密度标准

存在很多密度测定标准和规范。 最常用的有:

  • ISO 1183-1:塑料 — 测定非泡沫塑料密度的方法
  • OIML G 14:根据OIML进行密度测定
  • ASTM-D-792:密度和比重标准测试方法标准

ISO 1183-1规定了4位小数分析天平的用法。

堆积密度的困惑

堆积密度指的是测量体积内包含的颗粒数、部件数或件数。 堆积密度不是材料本身的属性。 堆积密度包括了颗粒或物品之间的空间,以及物品本身内的任何空隙。 堆积密度可能根据材料的处理方式而变化;例如,摇晃容器会让部件下沉,增加总体堆积密度。

密度测定 – 专家

Moisture Content Determination

通过测定密度确保塑料质量


扩展的数据管理功能和过程安全性

梅特勒-托利多超越系列天平和LabX软件的组合提供了更高级别的数据管理功能和过程安全性。 超越系列分析和精密天平可以安装密度组件进行密度测定。 LabX确保精确遵循您的密度SOP。 LabX记录所有重量值,执行所有计算,并将所有结果安全保存在中心数据库中。 所有与密度应用相关的数据均可直接传输到内部数据管理系统中。

 

数字密度计

 

 

FAQ – 有关密度测定的常见问题

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