Hustota představuje důležitý kvalitativní parametr surovin i hotových výrobků. Různé techniky umožňují přesné stanovení hustoty pevných, viskózních i kapalných látek, jako jsou kovy, plasty, chemické látky, maziva a potraviny.

Hustota pro kontrolu kvality

Odchylky vlastností surovin, na které poukazuje změna hustoty, mohou negativně ovlivnit funkce či kvalitu hotového výrobku. Měření hustoty surovin lze využít ke kontrole čistoty materiálu. Jestliže byl materiál naředěn levnější alternativou, naměřená hustota kompozitního materiálu bude odlišná od čistého materiálu.

Měření hustoty lze rovněž použít ke kontrole homogenity. U nehomogenních dílů dochází k negativnímu ovlivnění klíčových výkonnostních vlastností, jako jsou pevnost a odolnost vůči tvorbě prasklin. Například přítomnost vzduchové bubliny uvnitř dílu může při namáhání způsobit jeho selhání. Náhodný odběr vzorků představuje snadný a nenákladný způsob průběžné kontroly kvality.

Proč je přesné vážení tolik důležité

Běžné gravimetrické laboratorní postupy při měření hustoty jsou vztlaková technika, princip vytěsnění kapaliny a metoda s pyknometrem.

Nejčastější technikou je vztlaková metoda, která je založena na Archimédově zákonu. Ten praví, že těleso ponořené do kapaliny je nadlehčováno silou, která se rovná hmotnosti kapaliny vytlačené ponořenou částí tělesa. Tento starodávný fyzikální princip, který je znám již přibližně od roku 200 před naším letopočtem, se i v současnosti uplatňuje při gravimetrickém stanovení hustoty. Přesnost měření hustoty proto do značné míry závisí na přesnosti váhových hodnot.

Vztlaková metoda – Archimédův zákon v praxi

Archimédův zákon praví, že na těleso částečně či zcela ponořené do kapaliny působí vztlaková síla. Velikost této síly se rovná
hmotnosti kapaliny vytlačené ponořenou části tělesa.

Potřebujete-li stanovit nejen hustotu vzorku, nabízí se možnost použití digitálních hustoměrů. Tyto přístroje měří hustotu, měrnou hmotnost a další související vlastnosti kapalných vzorků (např. % alkoholu, stupně BRIX, stupně API), a to velmi rychle a s vysokou přesností.
 

Hustota představuje mimořádně důležitý kvalitativní parametr surovin i hotových výrobků. Víme, že existuje mnoho faktorů, které je třeba zohlednit k zajištění přesných výsledků měření hustoty. Potřebujete-li pomoci se stanovením hustoty nebo poradit, kterou váhu nebo soupravu pro měření hustoty zakoupit, náš tým odborníků je připraven Vám pomoci.
Neváhejte se na nás obrátit.

Bubliny

Zdaleka nejčastější příčinou chyb při měření hustoty bývá omezená smáčivost vzorku. Při ponoření vzorku do kapaliny je naprosto nezbytné odstranit vzduchové bubliny, které ulpívají na vzorku i na zařízení. Případné zbývající bubliny budou působit vztlakovou silou a ovlivní výpočet hustoty. (Bublina s průměrem 1 mm způsobuje vztlak odpovídající hmotnosti 0,5 mg.) Doporučujeme:
 

• Použijte smáčecí přípravek nebo organické kapaliny (změna hustoty destilované vody v důsledku přidání několika kapek smáčecího přípravku je zanedbatelná).
• Pevná tělesa odolná proti rozpouštědlům odmastěte
• Pravidelně čistěte vybavení
• Nedotýkejte se holýma rukama částí, které budou ponořeny
• Na vzduchové bubliny, které nelze odstranit jinak, použijte jemný štěteček
   

Teplota

Pevná tělesa obecně nejsou příliš citlivá vůči změnám teploty, a proto případné změny teploty nemají na stanovenou hodnotu hustoty žádný vliv. Jelikož stanovení hustoty se provádí za použití pomocné kapaliny, je třeba zohlednit teplotu. Teplota má u kapalin výraznější vliv a způsobuje změnu hustoty řádově o 0,1–1 % na 1 °C.

Tento vliv je patrný již na třetím desetinném místě výsledku. Chcete-li získat přesné výsledky, doporučujeme u každého stanovení hustoty vždy zohlednit také teplotu pomocné kapaliny. Příslušné hodnoty jsou k dispozici v technických tabulkách. Hodnoty hustoty nejdůležitějších referenčních kapalin (H₂O a etanolu) jsou uloženy ve váze.

Vážení

Jak uvádíme výše, vážení hraje důležitou úlohu v přesnosti stanovení hustoty, a proto je naprosto nezbytné, aby použitá váha vyhovovala požadavkům na stanovení hustoty. U malých vzorků je třeba zohlednit hodnotu minimální navážky váhy – výsledek vážení vzorku s hmotností nižší než minimální navážka není z hlediska požadované úrovně přesnosti důvěryhodný.

Správa dat

Manuální přepisování dat o vzorku, váhových hodnot a výpočty hodnot hustoty jsou časově náročné a bývají častou příčinou vzniku chyb.

Ke stanovení hustoty s využitím vztlakové metody lze použít většinu analytických a přesných vah METTLER TOLEDO s rozlišením 1 mg a vyšším ve spojení se soupravou pro měření hustoty. Tuto soupravu lze namontovat na váhu několika jednoduchými úkony.

Měření hustoty pevných látek pomocí váhy je snadný a pohodlný proces, který poskytuje vysoce spolehlivé výsledky při porovnání s ostatními metodami, při nichž se objem dílu stanovuje nezávisle na hmotnosti. Přestavíte-li standardní laboratorní váhu připojením soupravy pro měření hustoty, nebudete muset kvůli této jednoduché metodě investovat do samostatného zařízení. Pořízení soupravy pro měření hustoty se proto velmi rychle vyplatí. V případě přidání skleněné ponorné nádobky se známým objemem lze soupravu pro měření hustoty používat i ke stanovení hustoty kapalných vzorků.

Vestavěná aplikace pro stanovení hustoty Density poskytuje srozumitelné pokyny ke každému kroku, které usnadní měření i nezaškoleným zaměstnancům. Mezi další výhody se řadí:
 

• Vysoká úroveň flexibility uspokojí požadavky každého konkrétního procesu
• Automatické výpočty hustoty pevných a kapalných těles, včetně justování teplotou referenční kapaliny
• Statistické vyhodnocení vyššího počtu vzorků
• Všechny výsledky, včetně identifikace uživatele, identifikace vzorků, čísla šarže i data a času, lze vytisknout nebo uložit na paměťové zařízení USB.
   

Měření hustoty objemných vzorků

K měření objemných vzorků, které jsou do soupravy pro měření hustoty příliš velké, lze přesné váhy METTLER TOLEDO s rozlišením 0,1 g a 0,01 g přestavit pomocí speciálního háku tak, aby vážení probíhalo pod váhou. Princip měření hustoty je zcela shodný; vzorek se zváží na vzduchu a poté znovu v referenční kapalině.

Zjistěte, jak snadné je měřit hustotu na Vaší laboratorní váze METTLER TOLEDO. Souprava pro měření hustoty umožňuje stanovit hustotu pevných, kapalných, porézních a viskózních vzorků. Díky pokynům ke každému úkonu a automatickým výpočtům je celý proces naprosto snadný.

Dosažení stabilní kvality plastů vyžaduje měření jejich hustoty. V naší aplikační poznámce se dočtete, jak snadno stanovit hustotu pevných plastových dílů za použití aplikace, která je součástí analytických vah METTLER TOLEDO MS-TS, ML-T a ME-T vybavených soupravou pro měření hustoty.