Měření hustoty pro kontrolu kvality | METTLER TOLEDO

Měření hustoty

Využijte svou váhu a soupravu pro měření hustoty Density Kit pro stanovování hustoty pevných, kapalných a viskózních látek.

Jak nejlépe stanovit hustotu pevných látek?

Nejlepší postupy, jak stanovit hustotu pevných látek, jsou vztlakové a vytlačovací metody. Obě vycházejí z Archimédova zákona. Podmínkou pro tyto metody je použití kapaliny o známé hustotě, která nereaguje s materiálem vzorku, ale dokonale ho smáčí. Do kapaliny lze přidat smáčedlo.

Proces měření hustoty sestává z mnoha kroků. Jak ho lze zjednodušit?

Aplikace integrovaná ve váze nabízí podrobné pokyny. Váhy řady Excellence obsahují pracovní postupy pro 5 různých metod stanovování hustoty. Váhy řady Advanced a Standard mají pracovní postupy pro 2 metody.

Co potřebuji ke stanovení hustoty kapalin?

Spolu se soupravou pro měření hustoty Density Kit umožňuje 10 mL pomocné skleněné tělísko stanovit hustotu kapalin. Rozdíl hmotností pomocného skleněného tělíska na vzduchu a v kapalině slouží k vypočítání hustoty. Případně lze použít pyknometr nebo digitální hustoměr.

Hustota mého vzorku je nižší než hustota vody - plave!

Vážicí košík na soupravě pro měření hustoty Density Kit lze upravit tak, aby byly lehčí vzorky drženy pod hladinou kapaliny a nemohly vyplavat. Jestliže se setkáte s tím, že vztlaková síla překoná košík, položte na horní vážicí misku soupravy pro měření hustoty Density Kit další závaží a zopakujte postup pro stanovení hustoty. Případně použijte jinou referenční kapalinu o nižší hustotě

Mám problémy s tvorbou množství bublin na mém vzorku.

Přidejte několik kapek smáčedla do referenční kapaliny. Nechejte stát přes noc. Rozpuštěný plyn se uvolní. Jemným kartáčkem otřete bubliny ze vzorku i ze soupravy pro měření hustoty Density Kit.

Jakou váhu musím použít, abych dostal přesné výsledky hustoty?

Na přesnost měření hustoty má vliv tolerance metody (vzduchové bubliny apod.) a naměřená teplota, jakož i přesnost vážení. Každé měření na JAKÉKOLI váze je ovlivněno nejistotou. Porozumění této nejistotě je klíčem pro dosažení přesných výsledků vážení. Rozlišení není tím faktorem, jenž určuje přesnost vážicího nástroje, ale spíše je to opakovatelnost a minimální čistá hmotnost vzorku.

Chcete-li najít vhodnou váhu odpovídající vašim potřebám, musíte zjistit nejmenší hodnotu, již chcete vážit, a stanovit, jak přesně chcete vážit (tj. s jakou tolerancí).

Globální standard vážení od společnosti METTLER TOLEDO, GWP®, vám pomůže vybrat si tu správnou váhu, která bude splňovat požadavky na vaše konkrétní použití. Požádejte lokálního zástupce o bezplatná doporučení vah. Stanovte, zda vaše stávající váhy splňují požadavky na kvalitu.

Doporučení GWP

Musím stanovit hustotu pevných plastových vzorků a potřebuji dodržet ustanovení normy ISO 1183-1. Kterou váhu mohu použít?

Jestliže chcete dodržet ustanovení normy ISO 1183-1, musíte si pořídit váhu s rozlišením 0,1 mg a méně a hmotnost vzorku musí činit, pokud možno, přinejmenším 1 g. Vážení vzorků o hmotnosti alespoň 1 g na váze s rozlišením 0,1 mg zpravidla neporuší požadavek na minimální čistou hmotnost vzorku. Potřebnou přesnost váhy je ovšem nutno zohlednit v souvislosti s požadovanou procesní tolerancí. Naše bezplatné Doporučení GWP® vám může pomoci vybrat si tu správnou váhu, jež bude odpovídat vašim konkrétním potřebám.

Doporučení GWP

Mám problémy se sledováním komplikovaného postupu.

Proces měření hustoty sestává z několika kroků. Někdy tak budete muset počkat, než se váha ustálí. Snadno se tak můžete ztratit, především když máte hodně práce na několika úkolech. Aplikace integrovaná ve váze nabízí podrobné pokyny. Každý pokyn potvrzujete stiskem tlačítka OK. Vždy tak víte, kde se nacházíte.

Jak mohu dosáhnout vyšší úrovně sledovatelnosti při mých měřeních hustoty?

Připojte čtečku čárových kódů ke své váze. Tak budete moci číst metadata, např. ID vzorku, číslo šarže a pořadové číslo apod., přímo a bezchybně. Prostřednictvím řady tiskáren METTLER TOLEDO P-50 lze vytisknout společně s výsledky i metadata a datum a čas měření.

Jak mohu vyhodnotit výsledky měření několika vzorků?

Musíte-li provést sérii měření hustot, můžete využít možnost statistiky na vahách METTLER TOLEDO. Díky ní rychle rozpoznáte trendy dat a budete se moci rozhodnout o nutnosti zásahu, kde to bude potřeba.

Kde mohu najít tabulku s hodnotami hustoty?

Váhy XPE, XSE, MS-TS, ML-T a ME-T mají vestavěnou databázi hodnot hustoty pro nejčastěji používané referenční kapaliny. Hodnotu hustoty lze upravit zadáním podle teploty.

Jak mohu předcházet chybám ve výpočtech hustoty?

Aplikace hustoty na vahách XPE, XSE a MS-TS provádí veškeré výpočty za vás. Stačí jen zadat teplotu a vybrat používanou referenční kapalinu. Váhy zaznamenávají hodnoty vážení a automaticky vypočítávají hustotu.

Jak mohu zjednodušit dokumentaci mých výsledků měření hustoty?

Aplikace pro hustotu na vahách MS-TS, ML-T a ME-T vám umožní vytvořit protokol o sérii měření hustoty, který si můžete vytisknout nebo uložit na paměťové médium USB. Váhy XPE a XSE spolu se softwarem LabX nabízejí vysoký stupeň možnosti úprav protokolů s grafy a tabulkami. Protokol můžete zaslat přímo do vašeho LIMS nebo EPR.

Density Measurement in Laboratory

Podívejte se do některého z následujících oddílů, abyste se dozvěděli více:

  1. Aplikační postup a obtížné úkoly
  2. Řešení od společnosti METTLER TOLEDO
  3. Časté dotazy

 

Pracovní postup pro měření hustoty

Pevná látka se váží na vzduchu (A) a poté znovu (B) v pomocné kapalině o známé hustotě. Hustotu pevné látky ρ lze vypočítat tímto způsobem:

Calculation formula for density in solid sample

ρ        = Hustota vzorku

A        = Hmotnost vzorku na vzduchu

B        = Hmotnost vzorku v pomocné kapalině

ρ0       = Hustota pomocné kapaliny

ρL       = Hustota vzduchu

Je zapotřebí zohlednit teplotu kapaliny, jelikož ta může způsobit změny hustoty v řádu 0,001 až 0,1 na °C. Tento účinek
se projeví na třetím desetinném místě výsledku.

 Gravimetrická, vztlakGravimetrická, vytlačeníPyknometrDigitální hustoměr
MetodyKádinka pro pomocnou kapalinu stojí na plošině nebo pod váhou.Kádinka pro pomocnou kapalinu stojí na váze.Skleněná kádinka o známém objemu..Technologie oscilační trubice
Vhodná pro
  • Pevné látky
  • Kapaliny (s pomocným skleněným tělískem)
  • Pastovité látky (s gamakoulí);
  • Kapaliny (s pomocným skleněným tělískem)
  • Pevné látky
  • Kapaliny, disperze
  • Prášek
  • Granulát
  • Kapaliny
  • Plyny
Výhody
  • Rychlý proces
  • Flexibilní s ohledem na velikost vzorku
  • Vážicí nástroje jsou již k dispozici
  • Rychlý proces
  • Vážicí nástroje jsou již k dispozici
  • Přesná metoda
  • Vážicí nástroje jsou již k dispozici
  •  Rychlý proces
  • Přesná regulace teploty prostřednictvím Peliteorvých článků
  • Automatické měření hustoty
  • Malé objemy vzorků
Nevýhody
  • Citlivost na teplotu
  • Vzorek musí být velmi pečlivě smáčen
  • Nesmí docházet k zachycení vzduchových bublin
  • Citlivost na teplotu
  • Nutnost vzorků o velkém objemu
  • Citlivost na teplotu
  • Náročnost na práci
  • Časově náročné
  • Nesmí docházet k zachycení vzduchových bublin
  • U viskózních vzorků je zapotřebí provést korekci viskozity (k dispozici v moderních přístrojích).

Klepněte zde a získejte další informace o měření hustoty

Pokud znáte hmotnost i objem vzorku (pevné nebo kapalné látky), lze jeho hustotu vypočítat z:

Calculation of density by mass and volume


Potíže s objemem

Zvážit vzorek přesně není náročný úkol. Přesné stanovení objemu vzorku však může být složité.

Vztlak

Vztlakovou metodou se předchází problémům se stanovováním objemu, jelikož počítá s dvojím zvážením vzorku ve dvou rozličných médiích (na vzduchu a v kapalině). Objem lze proto považovat za konstantní v obou případech..

Vytlačení

Nejjednodušší aplikace metody spočívá v pozorování nárůstu hladiny kapaliny, do níž je objekt ponořen. Tímto způsobem se stanoví objem pevného vzorku.
Naopak když objekt o známém objemu ponoříte do kapaliny s neznámou hustotou, lze rozdíl hodnot hmotnosti (na vzduchu a v kapalině) použít ke stanovení hustoty kapaliny.

Pyknometr

 

Pyknometr je zvlášť navržená skleněná baňka, obvykle se známým objemem. Nejčastěji se používá ke stanovení hustoty kapalin. Pyknometr se nejprve zváží prázdný a poté po naplnění zkoumanou kapalinou. Rozdíl (tedy hmotnost vzorku) vydělený objemem pyknometru se rovná hustotě vzorku.
Metodu s pyknometrem lze rovněž využít ke stanovení hustoty práškových vzorků nebo granulátů.

Digitální hustoměr

Dutá skleněná trubice vibruje s určitou frekvencí. Tato frekvence se mění po naplnění různými látkami. Čím vyšší je hmotnost vzorku, tím nižší je frekvence. Digitální hustoměry fungují na principu měření frekvence a jejího převodu na hustotu.

Podívejte se do níže uvedené tabulky a porovnejte tyto čtyři různé metody.

 Gravimetrická, vztlakGravimetrická, vytlačeníPyknometrDigitální hustoměr
MetodyKádinka pro pomocnou kapalinu stojí na plošině nebo pod váhou.Kádinka pro pomocnou kapalinu stojí na váze.Skleněná kádinka o známém objemu.Technologie oscilační trubice
Vhodná pro
  • Pevné látky
  • Kapaliny (s pomocným skleněným tělískem)
  • Pastovité látky (s gamakoulí)
  • Kapaliny (s pomocným skleněným tělískem);
    pevné látky
  • Kapaliny, disperze
  • Prášek
  • Granulát
  • Kapaliny
  • Plyny
Princip měření
pevného vzorku
Vzorek se zváží jednou na vzduchu, jednou ponořený do pomocné kapaliny o známé hustotě.

Hustotu pevného vzorku lze stanovit ze známé hustoty kapaliny a dvou hodnot hmotnosti.



ρ,= hustota vzorku
A,= hmotnost vzorku na vzduchu
B,= hmotnost vzorku v pomocné kapalině
ρ0,= hustota pomocné kapaliny
ρL,= hustota vzduchu
Pomocná kapalina o známé hustotě se zváží před ponořením vzorku a po něm (táru lze použít pro přímé změření rozdílů hmotnosti).

Prostřednictvím rozdílu hmotnosti a hustoty kapaliny je možno stanovit objem vzorku. Ten se poté použije společně s hmotností vzorku pro výpočet jeho hustoty.
Pyknometr se nejprve zváží prázdný a následně se zváží znovu, naplněný referenční kapalinou o známé hustotě. Do vyčištěného a vysušeného pyknometru se přidá prášek. Práškový vzorek se zváží. Poté se pyknometr naplní stejnou kapalinou, v níž musí být tento prášek zcela nerozpustný. Pyknometr se zváží znovu Poté se stanoví hmotnost vytlačené kapaliny a vypočítá se hustota prášku.-
Princip měření
kapalný vzorek

Referenční těleso o známém objemu (pomocné skleněné tělísko) se zváží jednou na vzduchu, jednou v kapalině o neznámé hustotě.

Hustotu kapaliny lze stanovit ze známého objemu referenčního tělesa a dvou hodnot hmotnosti.





ρ,= hustota kapalného vzorku
α,= korekční faktor hmotnosti (0.99985), slouží k započtení atmosférického vztlaku justovacího závaží
A,= hmotnost referenčního tělesa na vzduchu
B,= hmotnost referenčního tělesa v kapalině
V,= známá hodnota referenčního tělesa
ρL,= hustota vzduchu

Hmotnost kapaliny o neznámé hustotě se změří před ponořením referenčního tělesa (tára) a po něm (gamakoule nebo pomocné skleněné tělísko).

Pomocí rozdílu hmotností a známého objemu referenčního tělesa se stanoví hustota kapalného vzorku.
Pyknometr se nejprve zváží prázdný a poté znovu, tentokrát naplněný kapalným vzorkem. Rozdíl hmotnosti vydělený objemem pyknometru se rovná hustotě kapaliny.Vzorek se přidá do duté trubičky ve tvaru písmene U v zařízení. Hustota vzorku se určí změřením frekvence vibrací trubičky. Čím nižší je frekvence vibrací, tím vyšší je hustota vzorku.

 

Normy o hustotě

Ke stanovení hustoty existuje mnoho norem a standardů. K těm nejčastěji používaným patří např.

  • ISO 1183-1: Plasty - Metody stanovení hustoty nelehčených plastů
  • OIML G 14: Měření hustoty dle OIML
  • ASTM-D-792: Standardní zkušební metody pro hustotu a standard měrné hmotnosti

ISO 1183-1 určuje použití analytické váhy se 4 desetinnými místy.

Záměna s objemovou hmotností

Objemová hmotnost je veličina vyjadřující, kolik částic, dílů nebo kousků je obsaženo v měřeném objemu. Objemová hmotnost není vlastnost samotného materiálu. Objemová hmotnost počítá s mezerami mezi částicemi nebo položkami i s případnými póry mezi samotnými prvky. Objemová hmotnost se může lišit podle typu materiálu, s nímž se pracuje. Například po protřepání nádoby se části mohou usadit, čímž se zvýší celková objemová hmotnost.

Měření hustoty - rady a triky

Úkoly přesného měření hustoty

Měření hustoty objemných vzorků

Moisture Content Determination

Stanovení hustoty pro konzistentní kvalitu plastů


Rozšířená správa dat a bezpečnost procesů

Spojení vah řady Excellence od METTLER TOLEDO a softwaru LabX nabízí vyšší úroveň správy dat a bezpečnosti procesů. Analytické a přesné váhy řady Excellence lze dovybavit soupravou pro měření hustoty Density Kit, jež slouží ke stanovování hustoty. LabX zajistí, že váš standardní operační proces pro hustotu bude dokonale dodržen. LabX zaznamenává veškeré hodnoty hmotnosti, provádí všechny výpočty a bezpečně ukládá veškeré výsledky do centrální databáze. Všechna data související s hustotou lze převádět přímo do vašeho interního systému pro správu dat.

 

Digitální hustoměry

 

 

FAQs – Často kladné otázky o měření hustoty

Příbuzné produkty

Thank you for visiting www.mt.com. We have tried to optimize your experience while on the site, but we noticed that you are using an older version of a web browser. We would like to let you know that some features on the site may not be available or may not work as nicely as they would on a newer browser version. If you would like to take full advantage of the site, please update your web browser to help improve your experience while browsing www.mt.com.