Измерение плотности жидких веществ. Классификация приборов. Поплавковые и весовые плотномеры

Основные метрологические и эксплуатационные характеристики, определяющие выбор плотномера: точность, воспроизводимость, пределы, диапазоны и погрешности измерений, рабочие температуры и давления, характер и степень воздействия анализируемых веществ на конструкционные материалы и т. п. Стандартная температура, при которой посредством плотномера измеряют плотность веществ, равна 200C.

Относительная плотность разных веществ при 20 0C и соответствующие температурные поправки находят в справочной литературе по таблицам или номограммам.

Наиболее распространены ручные и автоматические плотномеры для жидкостей. По принципу действия они делятся на следующие основные группы: поплавковые, массовые, гидростатические, радиоизотопные, вибрационные, ультразвуковые.

Действие поплавковых, или ареометрических, плотномеров основано на законе Архимеда; погрешность приборов этой группы 0,2-2% от диапазона значений плотности, охватываемого шкалой прибора. Массовые плотномеры основаны на непрерывном взвешивании определенных объемов жидкости (пикнометрические, приборы для гидростатическом взвешивания, автоматические приборы) и имеют погрешность 0,5-1%. С помощью гидростатических плотномеров измеряют давление столба жидкости постоянной высоты; погрешность 2-4%. Действие радиоизотопных плотномеров основано на определении ослабления пучка g-излучения в результате его поглощения или рассеяния слоем жидкости; погрешность около 2%. Вибрационные плотномеры основаны на зависимости резонансной частоты колебаний, возбуждаемых в жидкости, от ее плотности; погрешность (1-2)• 10-4 г/см3. В ультразвуковых плотномерах используют зависимость скорости звука в среде от ее плотности; погрешность 2-5%. Существуют плотномеры, действие которых основано и на др.

Ареометры. В соответствии с законом Архимеда масса жидкости, вытесненная плавающим ареометром, равна его массе. Различают ареометры постоянной массы (наиболее распространены) и постоянного объема.

К ареометрам постоянной массы относятся денсиметры, шкалы которых градуируются в единицах плотности, и приборы для определения концентраций растворов (шкалы градуируются в % по объему или по массе), имеющие спец. названия: лактомеры - измеряют жирность молока, спиртомеры - содержание спирта в воде, сахаромеры - содержание сахара в сиропах и т.д.

При определении плотности ареометрами постоянного объема путем изменения массы поплавка достигают его погружения до соответствующей метки. Плотность находят по массе гирь (размещают на тарелке) и ареометра и по объему вытесненной им жидкости. Такие приборы могут бsnm использованы также для измерения плотности твердых тел.

Пикнометры. Плотность находят по отношению массы жидкости к ее объему. Последний измеряют по шкале или меткам на сосуде, массу - взвешиванием на аналитических весах. Плотность твердых тел (порошков) измеряют, погружая их в сосуды, называют волюмометрами, заполненные жидкостью, в которой исследуемое вещество не растворяется. Пикнометры спец. формы (шаровидные и др.) применяют также для определения плотности газов.

Приборы для гидростатического взвешивания. Данный метод определения плотности жидкостей и твердых тел также основан на законе Архимеда. Плотность жидкости измеряют, взвешивая в ней какое-либо тело (обычно стеклянный поплавок), масса и объем которого известны. Плотность твердого тела определяют его двукратным взвешиванием-сначала в воздухе, а затем в жидкости с известной плотностью (как правило, в дистиллированной воде); при первом взвешивании находят массу тела, по разности результатов обоих взвешиваний - его объем. В зависимости от требуемой точности гидростатическое взвешивание проводят на технических, аналитических или образцовых весах (см. Весы). При массовых измерениях широко используют менее точные, но более быстродействующие спец. гидростатич. весы, например, весы Мора, Вестфаля либо их комбинацию.

Плотность вязких жидкостей лучше всего измерять ареометрами или с помощью гидростатических весов, маловязких -пикнометрами.

Наряду с плотномерами традиционных типов в лабораторной практике все чаще применяют приборы, которые до последнего времени были распространены только в промышленности.

Технологические плотномеры. Эти приборы представляют собой автоматические плотномеры обычно для непрерывного определения и регулирования плотности веществ в процессах их производства или переработки. Такие плотномеры размещают непосредственно на "потоках", т.е. в контрольных точках на технологических линиях, а также на аппаратах промышленных установок.

Автоматические плотномеры выпускают в виде самостоятельных приборов или измерит. комплектов (датчик, блок подготовки пробы, вторичный прибор и т.д.).

Поплавковые приборы. Различают плотномеры с плавающим и погруженным в жидкость поплавком. В одном случае глубина его погружения обратно пропорциональна плотности испытуемой жидкости, в другом эта плотность прямо пропорциональна массе поплавка.

Поплавковые плотномеры служат также для определения плотности газов. Оно сводится к непрерывному взвешиванию шара с азотом в камере, заполненной исследуемым газом. Мера его плотности - угол наклона коромысла, перемещение которого с помощью магнита передается стрелке прибора.

Массовые приборы. Действие их основано на том, что масса жидкости при неизменном ее объеме прямо пропорциональна плотности.

Date: 2016-05-23; view: 1915; Нарушение авторских прав