การตรวจวัดความหนาแน่นด้วยเครื่องชั่งสำหรับห้องปฏิบัติการ

ใช้เครื่องชั่งและชุดเครื่องมือวัดความหนาแน่นเพื่อวัดความหนาแน่นของสารที่เป็นของแข็ง สารที่เป็นของเหลว และสารที่มีความหนืด

สอบภามราคา
Measuring Density in Laboratory

ข้ามไปที่หัวข้อใดหัวข้อหนึ่งต่อไปนี้เพื่อสำรวจและเรียนรู้เพิ่มเติม

  1. ขั้นตอนการใช้งานและความท้าทาย
  2. โซลูชันต่างๆ ของ METTLER TOLEDO
  3. คำถามที่พบบ่อย

 

ขั้นตอนการตรวจวัดความหนาแน่น

มีการชั่งน้ำหนักของแข็งในอากาศ (A) และชั่งน้ำหนักอีกครั้ง (B) ในของเหลวเสริมที่ทราบความหนาแน่น โดยสามารถคำนวณความหนาแน่นของของแข็ง ρ ได้ดังต่อไปนี้

Calculation formula for density in solid sample

ρ        = ความหนาแน่นของตัวอย่าง

A        = น้ำหนักของตัวอย่างในอากาศ

B        = น้ำหนักของตัวอย่างในของเหลวเสริม

ρ0       = ความหนาแน่นของของเหลวเสริม

ρL       = ความหนาแน่นของอากาศ

ในการคำนวณต้องพิจารณาถึงอุณหภูมิของของเหลวด้วย เนื่องจากอาจทำให้ความหนาแน่นเปลี่ยนแปลงในระดับ 0.001 ถึง 0.1 ต่อ °C โดยจะสังเกตเห็นผลกระทบได้ใน
จุดทศนิยมตำแหน่งที่สามของผลลัพธ์ที่ได้
 

 กราวิเมตริก การลอยตัวกราวิเมตริก การแทนที่พิคโนมิเตอร์เครื่องวัดความหนาแน่นแบบดิจิทัล
วิธีการตั้งบีกเกอร์ของเหลวเสริมบนแท่นหรือใต้เครื่องชั่งตั้งบีกเกอร์ของเหลวเสริมบนเครื่องชั่งบีกเกอร์แก้วตามปริมาตรที่ระบุเทคโนโลยีหลอดสั่น
เหมาะสำหรับ
  • ของแข็ง
  • ของเหลว (โดยใช้ตัวถ่วงแก้ว)
  • สารที่มีเนื้อเหลวข้น (โดยใช้ลูกตุ้มแกมมา)
  • ของเหลว (โดยใช้ตัวถ่วงแก้ว)
    ของแข็ง
  • ของเหลว การกระจาย
  • ผง
  • เม็ดขนาดเล็ก
  • ของเหลว
  • ก๊าซ
ข้อดี
  • กระบวนการที่รวดเร็ว
  • มีความยืดหยุ่นในแง่ของขนาดตัวอย่าง
  • มีเครื่องมือชั่งน้ำหนักพร้อมใช้งาน
  • กระบวนการที่รวดเร็ว
  • มีเครื่องมือชั่งน้ำหนักพร้อมใช้งาน
  • วิธีการที่ถูกต้อง
  • มีเครื่องมือชั่งน้ำหนักพร้อมใช้งาน
  • กระบวนการที่รวดเร็ว
  • การควบคุมอุณหภูมิที่แน่นอนโดยองค์ประกอบเพลเทียร์
  • การตรวจวัดความหนาแน่นแบบอัตโนมัติ
  • ตัวอย่างมีปริมาตรน้อย
ข้อเสีย
  • ไวต่ออุณหภูมิ
  • ต้องทำตัวอย่างให้เปียกด้วยความระมัดระวังอย่างมาก
  • ต้องไม่มีฟองอากาศ
  • ไวต่ออุณหภูมิ
  • ต้องใช้ตัวอย่างจำนวนมาก
  • ไวต่ออุณหภูมิ
  • ใช้คนจำนวนมาก
  • ใช้เวลานาน
  • ต้องไม่มีฟองอากาศ
  • ตัวอย่างหนืดต้องมีการแก้ไขความหนืด (ทำได้ในเครื่องมือที่ทันสมัย)

คลิกที่นี่เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการตรวจวัดความหนาแน่น

หากคุณทราบมวลและปริมาตรของตัวอย่าง (ของแข็งหรือของเหลว) ความหนาแน่นจะสามารถคำนวณได้จากสูตรต่อไปนี้

Calculation of density by mass and volume


ความยุ่งยากในการหาปริมาตร

การชั่งน้ำหนักตัวอย่างให้ถูกต้องไม่ใช่เรื่องยาก แต่การวัดปริมาตรของตัวอย่างให้ถูกต้องอาจเป็นเรื่องที่ท้าทาย

การลอยตัว

วิธีการการลอยตัวสามารถหลีกเลี่ยงปัญหาในการวัดปริมาตรได้ เนื่องจากวิธีนี้จะใช้การชั่งน้ำหนัก 2 ครั้งในตัวกลางที่ต่างกัน 2 ชนิด (อากาศและของเหลว) ดังนั้น จึงสามารถตั้งสมมติฐานได้ว่าปริมาตรจะคงที่ในทั้งสองสถานการณ์

การแทนที่

สำหรับการใช้วิธีการแทนที่ที่ง่ายที่สุด จะมีการวัดปริมาตรของตัวอย่างของแข็งโดยการสังเกตระดับของเหลวที่เพิ่มขึ้นเมื่อจุ่มตัวอย่างลงไป
ในทางกลับกัน เมื่อจุ่มวัตถุที่ทราบปริมาตรลงในของเหลวที่ไม่ทราบความหนาแน่น ก็จะสามารถใช้ผลต่างของค่าน้ำหนัก (ในอากาศและในของเหลว) เพื่อวัดความหนาแน่นของของเหลวได้

พิคโนมิเตอร์

พิคโนมิเตอร์คือขวดแก้วที่ได้รับการออกแบบเป็นพิเศษ โดยมักจะมีปริมาตรกำหนดไว้ เป็นเครื่องวัดที่มักใช้เพื่อวัดความหนาแน่นของของเหลว โดยจะมีการชั่งน้ำหนักพิคโนมิเตอร์เปล่าก่อน แล้วจึงชั่งน้ำหนักพิคโนมิเตอร์ที่เติมของเหลวทดสอบจนเต็ม ผลต่าง (กล่าวคือ มวลของตัวอย่าง) ที่หารด้วยปริมาตรของพิคโนมิเตอร์ ก็คือความหนาแน่นของตัวอย่าง
ทั้งนี้ วิธีการพิคโนมิเตอร์ยังสามารถใช้เพื่อวัดความหนาแน่นของตัวอย่างผงหรือเม็ดขนาดเล็กได้อีกด้วย

เครื่องวัดความหนาแน่นแบบดิจิทัล

หลอดแก้วกลวงจะสั่นที่ความถี่หนึ่ง ความถี่จะเปลี่ยนไปเมื่อเติมสารที่แตกต่างกันลงในหลอด กล่าวคือ ยิ่งตัวอย่างมีมวลมากขึ้น ความถี่จะยิ่งต่ำลง เครื่องวัดความหนาแน่นแบบดิจิทัลทำงานโดยการตรวจวัดความถี่และแปลงเป็นความหนาแน่น

โปรดดูการเปรียบเทียบวิธีการที่แตกต่างกัน 4 วิธีเหล่านี้จากตารางด้านล่างนี้

 กราวิเมตริก การลอยตัวกราวิเมตริก การแทนที่พิคโนมิเตอร์เครื่องวัดความหนาแน่นแบบดิจิทัล
วิธีการตั้งบีกเกอร์ของเหลวเสริมบนแท่นหรือใต้เครื่องชั่งตั้งบีกเกอร์ของเหลวเสริมบนเครื่องชั่งบีกเกอร์แก้วตามปริมาตรที่ระบุเทคโนโลยีหลอดสั่น
เหมาะสำหรับ
  • ของแข็ง
  • ของเหลว (โดยใช้ตัวถ่วงแก้ว)
  • สารที่มีเนื้อเหลวข้น (โดยใช้ลูกตุ้มแกมมา)
  • ของเหลว (โดยใช้ตัวถ่วงแก้ว)
    ของแข็ง
  • ของเหลว การกระจาย
  • ผง
  • เม็ดขนาดเล็ก
  • ของเหลว
หลักการตรวจวัดสำหรับ
ตัวอย่างของแข็ง
ตัวอย่างจะได้รับการชั่งน้ำหนัก 1 ครั้งในอากาศ และชั่งอีกครั้งหนึ่งโดยจุ่มในของเหลวเสริมที่ทราบความหนาแน่น

ความหนาแน่นของตัวอย่างของแข็งสามารถวัดได้จากความหนาแน่นที่ทราบของของเหลวและค่ามวลของทั้ง 2 อย่าง



ρ,= ความหนาแน่นของตัวอย่าง
A,= น้ำหนักของตัวอย่างในอากาศ
B,= น้ำหนักของตัวอย่างในของเหลวเสริม
ρ0,= ความหนาแน่นของของเหลวเสริม
ρL,= ความหนาแน่นของอากาศ
ของเหลวเสริมที่ทราบความหนาแน่นจะได้รับการชั่งน้ำหนักก่อนและหลังจุ่มตัวอย่าง (สามารถใช้น้ำหนักภาชนะเพื่อตรวจวัดผลต่างของมวลได้โดยตรง)

การใช้ผลต่างของมวลและความหนาแน่นของของเหลว จะทำให้สามารถวัดปริมาตรของตัวอย่างได้ จากนั้นจึงใช้ปริมาตรกับมวลของตัวอย่างเพื่อคำนวณความหนาแน่นของตัวอย่าง
โดยจะมีการชั่งน้ำหนักพิคโนมิเตอร์เปล่าก่อน แล้วจึงชั่งน้ำหนักพิคโนมิเตอร์ที่เติมของเหลวอ้างอิงที่ทราบความหนาแน่นจนเต็ม เติมผงลงในพิคโนมิเตอร์ที่ทำความสะอาดและทำให้แห้งแล้ว ชั่งน้ำหนักพิคโนมิเตอร์เพื่อวัดน้ำหนักของตัวอย่างผง จากนั้นเติมของเหลวตัวเดิมลงในพิคโนมิเตอร์ซึ่งผงทั้งหมดต้องไม่ละลาย ชั่งน้ำหนักพิคโนมิเตอร์อีกครั้ง จากนั้น สามารถระบุน้ำหนักของของเหลวที่ถูกแทนที่ แล้วจึงคำนวณความหนาแน่นของผงไม่มีข้อมูล
หลักการตรวจวัดสำหรับ
ตัวอย่างของเหลว
วัตถุอ้างอิงที่ทราบปริมาตร (ตัวถ่วงแก้ว) จะได้รับการชั่งน้ำหนัก 1 ครั้งในอากาศ และชั่งอีกครั้งหนึ่งในของเหลวที่ไม่ทราบความหนาแน่น

ความหนาแน่นของของเหลวสามารถวัดได้จากปริมาตรที่ทราบของวัตถุอ้างอิงและค่ามวลของทั้ง 2 อย่าง



ρ,= ความหนาแน่นของตัวอย่างของเหลว
α,= ตัวประกอบการปรับแก้น้ำหนัก (0.99985) เพื่อให้ครอบคลุมการลอยตัวในอากาศของ Adjustment Weight
A,= น้ำหนักของวัตถุอ้างอิงในอากาศ
B,= น้ำหนักของวัตถุอ้างอิงในของเหลว
V,= ปริมาตรที่ทราบของวัตถุอ้างอิง
ρL,= ความหนาแน่นของอากาศ
น้ำหนักของของเหลวที่ไม่ทราบความหนาแน่นจะได้รับการตรวจวัดก่อน (น้ำหนักภาชนะ) และหลังจุ่มวัตถุอ้างอิง (ลูกตุ้มแกมมาหรือตัวถ่วงแก้ว)

การใช้ผลต่างของมวลและปริมาตรที่ทราบของวัตถุอ้างอิง จะทำให้สามารถวัดความหนาแน่นของของเหลวได้
ชั่งน้ำหนักพิคโนมิเตอร์เปล่าก่อน แล้วจึงชั่งน้ำหนักพิคโนมิเตอร์ที่เติมตัวอย่างของเหลวอ้างอิงจนเต็มอีกครั้ง ผลต่างของมวลที่หารด้วยปริมาตรของพิคโนมิเตอร์คือความหนาแน่นของตัวอย่างเติมตัวอย่างลงในหลอดแก้วกลวงรูปตัว U ที่อยู่ในอุปกรณ์ วัดความหนาแน่นของตัวอย่างโดยการตรวจวัดความถี่ในการสั่นของหลอด ยิ่งความถี่ในการสั่นต่ำ ตัวอย่างยิ่งมีความหนาแน่นสูง

 

Digital Density Meters

มาตรฐานเกี่ยวกับความหนาแน่น

การวัดความหนาแน่นในตัวอย่างของแข็งมีมาตรฐานและบรรทัดฐานมากมาย ตัวอย่างของมาตรฐานที่นิยมใช้มากที่สุด ได้แก่

  • ISO 1183-1: พลาสติก — วิธีการวัดความหนาแน่นของพลาสติกแบบไร้โพรง
  • OIML G 14: การตรวจวัดความหนาแน่นตาม OIML
  • ASTM-D-792: วิธีการทดสอบมาตรฐานสำหรับความหนาแน่นและมาตรฐานความถ่วงจำเพาะ

ISO 1183-1 ระบุการใช้เครื่องชั่งเชิงวิเคราะห์แบบทศนิยม 4 ตำแหน่ง

ความสับสนเกี่ยวกับความหนาแน่นรวม

ความหนาแน่นรวมคือการตรวจวัดจำนวนอนุภาค ชิ้นส่วน ชิ้น ที่มีอยู่ในปริมาตรที่ตรวจวัดได้ ความหนาแน่นรวมไม่ใช่คุณสมบัติของตัววัสดุเอง ความหนาแน่นรวม รวมถึงที่ว่างระหว่างอนุภาคหรือวัสดุและช่องว่างภายในตัววัสดุเอง ความหนาแน่นรวมอาจแตกต่างกันออกไปตามวิธีการจัดการวัสดุ อย่างเช่น การเขย่าภาชนะทำให้ชิ้นส่วนอยู่ตัว ซึ่งเป็นการเพิ่มความหนาแน่นรวมทั้งหมด

Density measurement - expert

Challanges of Density Measurement of Solids

Solutions for Density Determination

Moisture Content Determination

Density determination for plastics quality


การเพิ่มประสิทธิภาพการจัดการข้อมูลและการรักษาความปลอดภัยของกระบวนการ

LabX Software connects all instruments

การรวมเครื่องชั่งกลุ่ม Excellence ของ METTLER TOLEDO เข้ากับซอฟต์แวร์ LabX มอบการจัดการข้อมูลและการรักษาความปลอดภัยของกระบวนการในระดับที่สูงขึ้น โดยสามารถตั้งค่าเครื่องชั่งเชิงวิเคราะห์และเครื่องชั่งแบบแม่นยำอัจฉริยะพร้อมชุดเครื่องมือวัดความหนาแน่นเพื่อการวัดความหนาแน่น LabX รับรองว่ามีการปฏิบัติตาม SOP เกี่ยวกับความหนาแน่นอย่างถูกต้องแม่นยำ โดย LabX บันทึกค่าน้ำหนักทั้งหมด ดำเนินการคำนวณทั้งหมด และบันทึกผลลัพธ์ทั้งหมดลงในฐานข้อมูลกลางอย่างปลอดภัย ซึ่งข้อมูลทั้งหมดเกี่ยวกับการใช้งานด้านความหนาแน่นสามารถโอนไปยังระบบการจัดการข้อมูลภายในของคุณได้โดยตรง

 

 

 

FAQs – คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับการตรวจวัดความหนาแน่น

ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง