قياس الكثافة باستخدام ميزان المختبر

قياس الكثافة باستخدام ميزان المختبر

استخدم ميزانك وطقم قياس الكثافة لتحديد كثافة المواد الصلبة والسائلة واللزجة

طلب أسعار
Measuring Density in Laboratory

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 ما (المواد الصلبة أو السائلة)، فيمكن حساب الكثافة من:

Calculation of density by mass and volume


صعوبة تحديد 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
مبدأ القياس
لعينة مادة صلبة
يتم وزن العينة مرة في الهواء ومرة وهي مغمورة في السائل المساعد ذي الكثافة المعروفة.

ويمكن 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 ذي 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 في الهواء ومرة في السائل ذي الكثافة غير المعروفة.

ويمكن 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 الضبط 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 غير محدد الكثافة قبل غمر الجسم المرجعي (فارغًا) 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.

 

Digital Density Meters

معايير الكثافة

يوجد العديد من المعايير والقواعد لتحديد الكثافة في عينات المواد الصلبة. 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.

Density measurement - expert

Challanges of Density Measurement of Solids

Solutions for Density Determination

Moisture Content Determination

Density determination for plastics quality


إدارة المعلومات الممتدة وأمان العملية

LabX Software connects all instruments

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 المعلومات الداخلي لديك.

 

 

 

الأسئلة المتداولة – الأسئلة المتداولة عن قياس الكثافة

المنتجات ذات الصلة