قياس الكثافة

قياس الكثافة

استخدم ميزانك وطقم قياس الكثافة لتحديد كثافة المواد الصلبة والسائلة واللزجة

ما أفضل طريقة لتحديد كثافة المواد الصلبة؟

إن أفضل الإجراءات لتحديد كثافة المواد الصلبة تتمثل في طرق الطفو والإزاحة، وكلاهما يعتمد على مبدأ أرشميدس. ويتمثل الشرط الأساسي لهذه الطرق في استخدام سائل بكثافة معروفة لا يتفاعل مع مادة العينة، ولكنه يبللها تمامًا. يمكن إضافة عامل ترطيب إلى السائل.

هناك الكثير من الخطوات في إجراء قياس الكثافة. كيف يمكن تبسيطه؟

يوفر تطبيق الميزان المتكامل تعليمات تفصيلية خطوة بخطوة. تحتوي موازين المستوى الممتاز على سير عمل لـ 5 طرق مختلفة لتحديد الكثافة. تحتوي موازين المستوى المتقدم والمستوى القياسي على سير عمل لـ 2.

ما الذي أحتاجه لتحديد كثافة السوائل؟

بالاشتراك مع طقم قياس الكثافة، يمكنك الغاطس الزجاجي سعة 10 مل الاختياري من تحديد كثافة السوائل. يستخدم الفرق بين وزن الغاطس في الهواء ووزنه في السائل لحساب الكثافة. وبدلًا من ذلك، يمكن استخدام دورق قياس الكثافة أو مقياس الكثافة الرقمي.

كثافة العينة أقل من الماء - إنها تطفو!

يمكن قلب سلة الوزن الموجودة على طقم قياس الكثافة بحيث يتم الاحتفاظ بعينات أخف تحت السائل ولا يمكن أن تطفو على السطح. إذا وجدت أن قوة الطفو أكبر من جهاز السلة، فضع وزنًا إضافيًا على أعلى كفة الوزن في طقم قياس الكثافة وأعد تشغيل إجراء تحديد الكثافة. بدلًا من ذلك، استخدم سائلًا مرجعيًا مختلفًا بكثافة أقل.

لدي مشكلات مع وجود الكثير من الفقاعات في العينة.

أضف بضع قطرات من عامل الترطيب إلى السائل المرجعي. اتركه ساكنًا طوال الليل لإطلاق أي غاز مذاب. استخدم فرشاة ناعمة للتخلص من الفقاعات الموجودة في العينة وطقم قياس الكثافة.

ما الميزان الذي أحتاج إلى استخدامه للحصول على نتائج كثافة دقيقة؟

تتأثر دقة قياس الكثافة بالتفاوت المسموح به في الطريقة (فقاعات الهواء إلخ) وقياس درجة الحرارة وكذلك دقة قياسات الوزن. كل عملية قياس على أي ميزان يخضع للايقين في القياس. إن فهم اللايقين في القياس هو المفتاح لضمان الحصول على نتائج وزن دقيقة. ليست قابلية القراءة هي التي تحدد دقة جهاز قياس الوزن، بل قابلية التكرار والحد الأدنى لوزن العينة الصافي.

للعثور على الميزان المناسب لاحتياجاتك، تحتاج إلى معرفة أصغر كمية تريد وزنها ومدى الدقة التي تحتاجها للوزن (بمعنى ما التفاوت المسموح به).

يساعدك معيار الوزن العالمي GWP‏® من METTLER TOLEDO على اختيار الميزان الصحيح لتلبية متطلبات التطبيق الخاص بك. اطلب من الممثل المحلي الحصول على توصية مجانية بشأن الميزان. حدد ما إذا كان ميزانك الحالي يلبي متطلبات الجودة الخاصة بك.

خدمة توصيات GWP

يجب أن أحدد كثافة العينات البلاستيكية الصلبة والحاجة إلى الامتثال لمعيار ISO 1183-1. ما الميزان أو المقياس الذي يمكنني استخدامه؟

يتطلب التوافق مع ISO 1183-1 توفر ميزان بقابلية قراءة حتى 0.1 ملجم أو أقل ويحدد أن العينة يفضل أن يكون لها كتلة لا تقل عن 1 جم. لا يؤدي وزن عينات لا يقل وزنها عن 1 جم على ميزان يتميز بقابلية القراءة حتى 0.1 ملجم إلى انتهاك الحد الأدنى لمتطلبات الوزن الصافي للعينة بوجه عام. ومع ذلك، ينبغي النظر في دقة الميزان المطلوبة بالتزامن مع التفاوت المسموح به المطلوب للعملية. يمكن أن تساعدك خدمة توصيات GWP‏® المجانية على اختيار الميزان الصحيح لاحتياجاتك الخاصة.

خدمة توصيات GWP

لدي مشكلات في اتباع الإجراء المعقد.

هناك عدة خطوات في عملية قياس الكثافة، وفي بعض الأحيان تحتاج إلى الانتظار لبعض الوقت حتى يستقر الميزان بحيث يكون من السهل فقده، خاصة عندما تكون مشغولًا بمهام متعددة. يوفر تطبيق الميزان المتكامل تعليمات تفصيلية خطوة بخطوة. يمكنك تأكيد كل التعليمات عن طريق الضغط على الزر "موافق"، حتى تعرف دائمًا أين أنت.

كيف يمكن تحسين إمكانية تتبع قياسات الكثافة الخاصة بي؟

قم بتوصيل جهاز قراءة شفرة التعرف بالميزان لتمكين البيانات الوصفية، مثل معرف العينة ورقم اللوط ورقم الطلب وما إلى ذلك ليتم قراءتها مباشرة دون أي أخطاء. باستخدام مجموعة طابعات P-50 من METTLER TOLEDO، يمكن طباعة البيانات الوصفية بالإضافة إلى تاريخ القياس ووقته، بجانب النتائج.

كيف يمكنني تقييم نتائج القياس للعديد من العينات؟

عندما يكون لديك مجموعة من عمليات تحديد الكثافة، فإن خيار الإحصاءات في موازين METTLER TOLEDO يمكّنك من تحديد الاتجاهات في بياناتك بسرعة مما يساعدك على اتخاذ القرارات بشأن مسار العمل عند الاقتضاء.

أين يمكنني العثور على جدول قيم الكثافة؟

تشتمل موازين XPE وXSE وMS-TS وML-T وME-T على قاعدة بيانات الكثافة المدمجة الخاصة بالسوائل المرجعية الأكثر شيوعًا. يتم ضبط قيمة الكثافة وفقًا لدرجة الحرارة التي تقوم بإدخالها.

كيف يمكنني تجنب الخطأ في حسابات الكثافة الخاصة بي؟

يتولى تطبيق الكثافة على موازين XPE وXSE وMS-TS تنفيذ جميع الحسابات بدلًا منك. ما عليك سوى إدخال درجة الحرارة واختيار السائل المرجعي المستخدم. يسجل الميزان قيم الوزن ويحسب الكثافة أتوماتيكيًا.

كيف يمكنني جعل توثيق نتائج الكثافة أكثر سهولة؟

يسمح لك تطبيق الكثافة على موازين MS-TS وML-T وME-T بإنشاء تقرير عن سلسلة تحديد الكثافة الذي يمكنك طباعته أو حفظه على وحدة ذاكرة USB. تقدم موازين XPE وXSE بالاشتراك مع برنامج LabX درجة أعلى من إمكانية تخصيص التقرير بالرسوم البيانية والمخططات، ويمكن إرسال التقرير مباشرة إلى LIMS أو EPR.

قياس الكثافة في المختبر

انتقل إلى أحد الأقسام التالية لاستكشافه ومعرفة المزيد:

  1. سير عمل التطبيق والتحديات
  2. حلول METTLER TOLEDO
  3. تنزيلات

 

سير عمل قياس الكثافة

يتم وزن المادة الصلبة في الهواء (A) ثم مرة أخرى (B) في السائل المساعد بكثافة معروفة. يمكن حساب كثافة المادة الصلبة ρ على النحو التالي:

Calculation formula for density in solid sample

ρ        = كثافة العينة

A        = وزن العينة في الهواء

B        = وزن العينة في السائل المساعد

ρ0       = كثافة السائل المساعد

ρL       = كثافة الهواء

يجب أن تؤخذ درجة حرارة السائل بعين الاعتبار لأن هذا يمكن أن يسبب تغيرات في الكثافة تتراوح بين 0.001 و0.1 لكل درجة مئوية، ويمكن رؤية
تأثير هذا التغير في المكان العشري الثالث للنتيجة.
 

 القياس الوزني، الطفوالقياس الوزني، الإزاحةدورق قياس الكثافةمقياس الكثافة الرقمي
الأساليبدورق للسائل المساعد يوضع على منصة أو تحت الميزان.دورق للسائل المساعد يوضع على الميزان.دورق زجاجي بحجم محدد.تقنية التذبذب الأنبوبي
مناسبة لـ
  • المواد الصلبة
  • المواد السائلة (مع غاطس زجاجي)
  • المواد العجينية (مع مجال جاما)
  • المواد السائلة (مع غاطس زجاجي)
    المواد الصلبة
  • المواد السائلة، التشتيت
  • المسحوق
  • الحبيبات
  • المواد السائلة
  • الغازات
المميزات
  • عملية سريعة
  • مرنة فيما يتعلق بحجم العينة
  • جهاز قياس الوزن متوفر بالفعل
  • عملية سريعة
  • جهاز قياس الوزن متوفر بالفعل
  • طريقة دقيقة
  • جهاز قياس الوزن متوفر بالفعل
  • عملية سريعة
  • التحكم الدقيق في درجة الحرارة بواسطة عناصر بلتييه
  • قياس الكثافة آليًا
  • أحجام العينة الصغيرة
العيوب
  • الحساسية لدرجة الحرارة
  • يجب أن تكون العينة رطبة بعناية فائقة
  • يجب ألا تكون فقاعات الهواء محاصرة
  • الحساسية لدرجة الحرارة
  • مطلوب قدر كبير من العينة
  • الحساسية لدرجة الحرارة
  • كثافة العمالة
  • استهلاك الوقت
  • يجب ألا تكون فقاعات الهواء محاصرة
  • تتطلب العينات اللزجة تصحيح اللزوجة (متوفر في الأجهزة الحديثة).

انقر هنا لمعرفة المزيد عن قياس الكثافة

إذا كنت تعرف كتلة وحجم عينة (المواد الصلبة أو السائلة)، فيمكن حساب الكثافة من:

Calculation of density by mass and volume


الصعوبة مع الحجم

من السهل أن تزن العينة بدقة، لكن تحديد حجم العينة بدقة قد يمثل تحديًا.

الطفو

تتجنب طريقة الطفو مشكلة تحديد الحجم لأنها تنطوي على وزن العينة مرتين في وسطين مختلفين (الهواء والسائل). وبالتالي يمكن افتراض أن الحجم ثابت في كلتا الحالتين.

الإزاحة

في أبسط تطبيق لطريقة الإزاحة، يتم تحديد حجم عينة المادة الصلبة بملاحظة الزيادة في مستوى السائل الذي يتم فيه غمر العينة.
وعلى العكس من ذلك، عندما يتم غمر جسم بحجم معروف في سائل بكثافة غير معروفة، يمكن استخدام الفرق في قيم الوزن (في الهواء وفي السائل) لتحديد كثافة السائل.

دورق قياس الكثافة

إن دورق قياس الكثافة عبارة عن قارورة زجاجية مصممة خصيصًا، وعادةً ما يكون حجمها محددًا. وغالبًا ما يستخدم لتحديد كثافة السوائل. يتم وزن دورق قياس الكثافة فارغًا في البداية ثم بعد ملئه بالسائل قيد الدراسة. الفرق (أي كتلة العينة) مقسومًا على حجم دورق قياس الكثافة هو كثافة العينة.
يمكن أيضًا استخدام طريقة دورق قياس الكثافة لتحديد كثافة عينات المساحيق أو الحبيبات.

مقياس الكثافة الرقمي

يهتز أنبوب زجاجي فارغ بتردد معين. يتغير التردد عند تعبئة الأنبوب بمواد مختلفة: كلما زادت كتلة العينة، قلّ التردد. تعمل مقاييس الكثافة الرقمية من خلال قياس التردد وتحويله إلى كثافة.

يُرجى الاطلاع على الجدول أدناه لمقارنة هذه الطرق الأربع المختلفة.

 القياس الوزني، الطفوالقياس الوزني، الإزاحةدورق قياس الكثافةمقياس الكثافة الرقمي
الأساليبدورق للسائل المساعد يوضع على منصة أو تحت الميزان.دورق للسائل المساعد يوضع على الميزان.دورق زجاجي بحجم محدد.تقنية التذبذب الأنبوبي
مناسبة لـ
  • المواد الصلبة
  • المواد السائلة (مع غاطس زجاجي)
  • المواد العجينية (مع مجال جاما)
  • المواد السائلة (مع غاطس زجاجي)
    المواد الصلبة
  • المواد السائلة، التشتيت
  • المسحوق
  • الحبيبات
  • المواد السائلة
  • الغازات
مبدأ القياس
لعينة مادة صلبة
يتم وزن العينة مرة في الهواء ومرة وهي مغمورة في السائل المساعد ذي الكثافة المعروفة.

يمكن تحديد كثافة عينة المادة الصلبة من الكثافة المعروفة للسائل وقيمتي الكتلة.



ρ,= كثافة العينة
A,= وزن العينة في الهواء
B,= وزن العينة في السائل المساعد
ρ0,= كثافة السائل المساعد
ρL,= كثافة الهواء
يتم وزن السائل المساعد ذو الكثافة المعروفة قبل غمر العينة وبعد الغمر (يمكن استخدام الوضع الفارغ لقياس فرق الكتلة مباشرة).

باستخدام فرق الكتلة وكثافة السائل يمكن تحديد حجم العينة. ثم يتم استخدامه مع كتلة العينة لحساب كثافتها.
يتم وزن دورق قياس الكثافة فارغًا في البداية ثم مرة أخرى بعد تعبئته بالسائل المرجعي معروف الكثافة. ثم يُضاف المسحوق إلى دورق قياس الكثافة النظيف والمجفف. يتم وزنه لتحديد وزن عينة المسحوق. ثم تتم تعبئة دورق قياس الكثافة بنفس السائل الذي يجب أن يكون المسحوق غير قابل للذوبان فيه تمامًا. ثم يتم وزن دورق قياس الكثافة مرة أخرى. يمكن بعد ذلك تحديد وزن السائل المزاح، وبالتالي يتم حساب كثافة المسحوق.غير قابل للتطبيق
مبدأ القياس
لعينة مادة سائلة
يتم وزن الجسم المرجعي ذي الحجم المعروف (غاطس زجاجي) مرة واحدة في الهواء ومرة واحدة في السائل ذي الكثافة غير المعروفة.

يمكن تحديد كثافة السائل من حجم الجسم المرجعي المعروف وقيمتي الكتلة.



ρ,= كثافة عينة المادة السائلة
α,= عامل تصحيح الوزن (0.99985)، لأخذ الطفو الجوي لوزن التعديل في الاعتبار
A,= وزن الجسم المرجعي في الهواء
B,= وزن الجسم المرجعي في السائل
V,= الحجم المعروف للجسم المرجعي
ρL,= كثافة الهواء
يُقاس وزن السائل مجهول الكثافة قبل (فارغًا) غمر الجسم المرجعي وبعد غمره (مجال جاما أو غاطس زجاجي).

باستخدام فرق الكتلة والحجم المعروف للجسم المرجعي، يمكن تحديد كثافة عينة السائل.
يتم وزن دورق قياس الكثافة فارغًا في البداية ثم مرة أخرى بعد تعبئته بعينة السائل. فرق الكتلة مقسومًا على حجم دورق قياس الكثافة هو كثافة السائل.ثم تُضاف العينة إلى أنبوب زجاجي مجوف على شكل حرف U في الجهاز. يتم تحديد كثافة العينة بقياس تردد اهتزاز الأنبوب. فكلما انخفض تردد الاهتزاز، زادت كثافة العينة.

 

معايير الكثافة

هناك العديد من المعايير والقواعد لتحديد الكثافة. ومن أكثرها شيوعًا من حيث الاستخدام:

  • ISO 1183-1: المواد البلاستيكية — طرق تحديد كثافة المواد البلاستيكية غير الخلوية
  • OIML G 14: قياس الكثافة وفقًا لـ OIML
  • ASTM-D-792: طرق اختبار قياسية لمعيار الكثافة والجاذبية النوعية

يحدد معيار ISO 1183-1 استخدام الميزان التحليلي المزود بـ 4 منازل عشرية.

الخلط مع الكثافة الظاهرية

الكثافة الظاهرية هي مقياس لعدد الجسيمات أو الأجزاء أو القطع الموجودة داخل الحجم المقاس. الكثافة الظاهرية ليست خاصية للمادة نفسها. تتضمن الكثافة الظاهرية الفراغات بين الجسيمات أو العناصر وكذلك أي فراغات داخل العناصر نفسها. قد تختلف الكثافة الظاهرية اعتمادًا على كيفية معالجة المادة؛ يسمح هز الحاوية، على سبيل المثال، للأجزاء بالاستقرار، مما يزيد من الكثافة الظاهرية الكلية.

قياس الكثافة - خبير

Moisture Content Determination

تحديد الكثافة لجودة المواد البلاستيكية


إدارة المعلومات الممتدة وأمان العملية

يوفر الجمع بين ميزان المستوى الممتاز Excellence من METTLER TOLEDO وبرنامج LabX مستوى أعلى من إدارة المعلومات وأمان العملية. يمكن إعداد الموازين عالية الدقة والموازين التحليلية Excellence مع طقم قياس الكثافة لتحديد الكثافة. يضمن LabX اتباع إجراءات التشغيل القياسية الخاصة بالكثافة بدقة. يسجل LabX جميع قيم الوزن، وينفذ جميع الحسابات ويحفظ جميع النتائج بشكل آمن في قاعدة بيانات مركزية. يمكن نقل جميع البيانات المتعلقة بتطبيق الكثافة مباشرة إلى نظام إدارة البيانات الداخلي الخاص بك.

 

مقاييس الكثافة الرقمية

 

 

الأسئلة المتداولة – الأسئلة المتداولة عن قياس الكثافة

المنتجات ذات الصلة

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.