El densímetro se utiliza habitualmente en el laboratorio. En este artículo se presenta el principio de funcionamiento de los densímetros y los tipos de densímetros.
Principio del densímetro
La gravedad del objeto lo atrae hacia el suelo. Sin embargo, si el objeto se coloca en un líquido, una fuerza llamada flotabilidad actúa en la dirección opuesta. La magnitud de la fuerza de flotabilidad es igual al peso del fluido desplazado por el objeto, o al fluido desplazado.
La gravedad del densímetro es constante y flota o se hunde según el cambio de flotabilidad. Un densitómetro en funcionamiento flota después de haber sido colocado en un líquido durante suficiente tiempo (siempre que la densidad del líquido medido no exceda su rango) para que la flotabilidad lo empuje hacia arriba tanto como la gravedad lo empuje hacia abajo.
La lectura del densímetro es grande y pequeña porque mg=pgV. Cuanto más profundo entre el densímetro en el líquido, mayor será el volumen V del líquido desplazado. Además, mg es constante, por lo que la densidad del líquido es menor en este momento. Por lo tanto, la lectura del densímetro es grande en la parte inferior y pequeña en la parte superior, y su indicación indica la densidad del líquido, y la unidad es g/cm.
El método del densímetro es adecuado para analizar partículas finas con un tamaño de partícula inferior a 0.075 mm. La ley de Stokes establece que la velocidad de hundimiento de las partículas finas esféricas en el agua es proporcional al cuadrado del diámetro de la partícula. Por lo tanto, el principio de que los suelos con diferentes tamaños de partículas se hunden a diferentes velocidades en el agua se puede utilizar para agrupar aún más las partículas finas con un tamaño de partícula tan pequeño como 0.075 mm. El método del densímetro se basa en este principio. La ley de Stokes supone:
① la partícula es esférica;
② el flujo de agua alrededor de la partícula es lineal;
③ el tamaño de la partícula es mucho mayor que la molécula.
El tamaño de partícula obtenido por el método del densímetro no es el tamaño real de diez granos, sino el diámetro de una esfera ideal con la misma velocidad de sedimentación que el tamaño real de diez granos en el líquido, es decir, el diámetro equivalente hidráulico o el diámetro nominal. El método del densitómetro puede medir la densidad de la suspensión a la distancia L de sedimentación de las partículas del suelo y calcular el contenido porcentual acumulado menor que el tamaño de partícula d. Utilizando diferentes tiempos de prueba t, se puede determinar el contenido relativo del grupo de partículas finas medibles.
Tipos de densímetros
Medidor de densidad líquida:Un densímetro de líquidos es un instrumento de medición original de uso común en ingeniería. El densímetro de líquidos es un instrumento de medición fotoeléctrico para medir el valor gris de originales en blanco y negro y medir el tono continuo o el valor del punto. Hay dos tipos de densitómetros: densitómetros de transmisión y densitómetros de reflexión. El densímetro de líquidos utilizado en experimentos físicos es un instrumento para medir la densidad de líquidos. El densímetro de líquidos se fabrica y funciona según el principio de que la fuerza de flotabilidad sobre el objeto que flota en el líquido es igual a la gravedad.
El densímetro de líquidos utiliza el principio del sensor de densidad de cilindro vibratorio para probar la densidad del líquido. Después de que el líquido que se va a medir se bombea al sensor del cilindro resonante, el proceso de medición lo realiza una microcomputadora de un solo chip, que es rápida, directa y altamente sensible. El densímetro se puede utilizar ampliamente para medir la densidad de varios líquidos. Con diferentes programas de conversión de concentración, también puede leer directamente el valor de concentración o la gravedad específica del líquido correspondiente, como el alcohol.
Mediante el procesamiento de un software de computadora de un solo chip, puede leer directamente la concentración de volumen. Además, la prueba es más fácil. El instrumento es adecuado para medir la densidad de varios reactivos químicos (excepto ácido fluorhídrico), alimentos y bebidas líquidos (si contienen ácido carbónico, las burbujas de aire deben eliminarse primero), productos líquidos derivados del petróleo y otros productos químicos líquidos diversos. No requiere analistas expertos y no depende del entorno de medición. Es la mejor herramienta para medir de forma segura la densidad y la concentración de solución de líquidos en el sitio.
Tipos de densímetros de líquidos
De uso general medidores de densidad de líquidos Y los hidrómetros incluyen densímetros de flotador, densímetros de presión estática, densímetros de vibración y densímetros de radioisótopos.
1. Medidor de densidad de flotador
Su principio de funcionamiento es el siguiente: la fuerza de flotabilidad que recibe el objeto en el fluido está relacionada con la densidad del fluido, y cuanto mayor sea la densidad del fluido, mayor será la fuerza de flotabilidad. Si se especifica la temperatura de la muestra a medir (por ejemplo, 25 °C), el instrumento también puede utilizar el valor de gravedad específica como valor de escala. El más simple de estos instrumentos es el hidrómetro de vidrio de tipo flotador visual, conocido como hidrómetro de vidrio.
2. Medidor de densidad estática
Su principio de funcionamiento es: la presión estática de una columna de líquido a una determinada altura es proporcional a la densidad del líquido, por lo que la densidad del líquido se puede medir de acuerdo con el valor de presión estática medido por el instrumento de medición de presión.
El diafragma (ver Diafragma y Diafragma) es un elemento de medición de presión de uso común, y un densímetro que mide directamente la presión estática de la columna de líquido de muestra con él se llama densímetro de presión estática de diafragma. Otro de uso común es el densímetro de tubo único soplado. Mide la presión del aire en lugar de la medición directa de la presión de la columna de líquido. Inserte el tubo de soplado a una cierta profundidad por debajo de la superficie del líquido que se va a medir, y el aire comprimido escapará continuamente desde la parte inferior del tubo a través del tubo de soplado. En este momento, la presión del aire en el tubo es igual a la presión de la columna de líquido de muestra a esa altura, y el valor de la presión se puede convertir en densidad.
3. Medidor de densidad vibratorio
Su principio básico de funcionamiento es el siguiente: cuando se excita un objeto para que vibre, su frecuencia o amplitud de vibración está relacionada con la masa del propio objeto. Si se introduce un determinado volumen de muestra de líquido en el objeto, el cambio de su frecuencia o amplitud de vibración reflejará la masa o densidad de ese determinado volumen de muestra de líquido.
4. Medidor de densidad de radioisótopos
El instrumento está equipado con una fuente de radiación de isótopos radiactivos. Su radiación radiactiva (como rayos V) es recibida por el detector de radiación después de atravesar un cierto espesor de la muestra analizada. La cantidad de radiación absorbida por una muestra de un cierto espesor está relacionada con la densidad de la muestra, y la señal del detector de radiación está relacionada con la cantidad de absorción, reflejando así la densidad de la muestra.
