A sűrűségmérést, amely a szilárd és folyékony formában lévő nyers és késztermékek fontos minőségi paramétere, különböző technikákkal végezzük. A sűrűségmérés, amely különösen fontos az anyagok tisztaságának meghatározása előtt a feldolgozás előtt, fontos annak meghatározásában, hogy egy idegen anyagot összekeverünk-e a nyersanyaggal. Másrészt, ez a tanulmány hatékonyan segít megérteni a nyersanyag homogenitását. A feldolgozott termékből véletlenszerűen vett mintákat tesztelik. E vizsgálatok célja a minőség folytonosságának ellenőrzése. A minőségellenőrzés véletlenszerű mintavételének kiválasztása az egyik legalapvetőbb és költséghatékonyabb módszer.
A sűrűségvizsgálat olcsóságát a vízeltávolítási módszer felhasználásával lehet összefoglalni. Más szóval, ezt a módszert gravimetrikusnak nevezik, és egyszerű vízfelvételt használnak; az úszási technika az elmozdulási elv és a piknométer-módszer kombinációja. A sűrűségmérés szempontjából rendkívül fontos a pontos mérés, azaz a mérés. A legegyszerűbb értelemben, az Archimedes-elv szerint, ha egy tárgy folyadékba merül, a folyadék átszivárog, és a tárgy egy bizonyos sebességgel kiszorítja a folyadékot. Ezen elmozdulás kiszámítása megegyezik az objektum sűrűségével. A számítási folyamat során figyelembe vesszük olyan változókat, mint a tárgy súlya, a kiszorított folyadék térfogata és a folyadék sűrűsége.
Sűrűség-meghatározási módszerek és azok megkülönböztető jellemzői
mód |
Gravimetrikus, emelőerő |
Gravimetrikus, elmozdulás |
Pyknometer |
Digitális sűrűségmérő |
A sűrűségmérő folyadék tartálya a platform vagy az egyensúly alatt található |
A tartály a sűrűségméréshez használt folyadékkal leáll a mérlegen |
Konténer meghatározott térfogatú |
Oszcillációs cső technológia |
|
Elérhető mezők |
- Szilárd - Folyadék (az alkalmazandó üvegkészletnek standard tömegűnek kell lennie) |
- Pasztikus anyagok (gamma gömbök) - Folyadékok (az alkalmazandó üvegkészletnek standard tömegűnek kell lennie) - Szilárdanyag |
- Folyadékok, diszperziók - Por - Részecskék |
- Folyadékok - Gázok |
Előnyök |
- Gyors feldolgozás - A minta méretének rugalmassága - A mérőberendezés használatban van |
- Gyors feldolgozás - A mérőberendezés használatban van |
- A helyes módszer - A mérőberendezés használatban van |
- Gyors feldolgozás - Pontos hőmérsékletszabályozás Peltier elemekkel - Automatikus sűrűségmérés - Kis mintadarabok |
hátrányai |
- Hőmérsékletérzékeny - A mintát nagyon óvatosan kell elhelyezni |
- Hőmérsékletérzékeny - Nagy minta mennyiség követelmény |
- Hőmérsékletérzékeny - Zavaró - Időigényes - A légbuborékok eltávolításának szükségessége |
- A ragasztóminták viszkozitási korrekciójának követelménye (modern eszközökben kapható) |
A sűrűség kiszámításához használt normák és szabványok
ISO 1183-1: Műanyagok - Módszerek a nem cellás műanyag sűrűségének meghatározására
OIML G 14: Sűrűségmérés az OIML szerint
ASTM-D-792: Szabványos vizsgálati módszerek a sűrűségre és a fajlagos gravitációs szabványra
Az ISO 1183-1 meghatározza, hogy az 4 tizedesjegyekkel rendelkező analitikai mérleget kell használni.
Ez a mért tömegsűrűségnek felel meg, amely függ az adott térfogatban lévő részecskék számától, azaz a részecskék számától. A sűrűség a valós világban található összes anyag megkülönböztető jellemzője. A nyers és kész anyagok sűrűségének mérését fontos minőségi paraméterként használják. A sűrűség pontos meghatározásához számos paramétert kell figyelembe venni. A legfontosabb mérőműszerek, amelyeket sűrűségmérésre ajánlunk, az egyensúly és sűrűség készlet.
A sűrűség meghatározásában a legfontosabb hiba az, hogy a nyersanyag vagy a termék nedvesíthetősége a mérés során korlátozott. Más szavakkal, a minta vagy eszköz falain tapadó légbuborékok jelenléte a sűrűség végrehajtásakor a legfontosabb tényező, amely veszélyezteti a mérést. A légbuborékok nullára való csökkentése jelzi a vizsgálat megbízhatóságát. Ellenkező esetben a légbuborékok jelenléte extra úszóképességet eredményez, ami ebben az esetben megzavarja a sűrűség számítását. Feltételezve, hogy a vizsgált tárgy vagy tartály falában bármely légbuborék 1 mm, ez a légbuborék 0.5 mg úszóképességet generál. A dolgok;
- A légbuborékok eltávolításához nedvesítőszereket vagy szerves folyadékokat kell használni. Az előkezelésnek köszönhetően néhány csepp nedvesítőszer elhanyagolható a sűrűségvizsgálatnál.
- Minden oldószerálló szilárd anyagot zsírtalanítani kell.
- Minden berendezést, amelyen a vizsgálatot elvégezték, rendszeresen meg kell tisztítani.
- A folyadékba merítendő tárgyat semmilyen módon nem szabad érinteni kézzel.
- Finom ecsetet kell használni a makacs légbuborékok eltávolítására.
A sűrűséget befolyásoló tényezők
- Hőmérséklet: a különböző fázisú anyagok különböző hőmérsékletre érzékenyek a hőmérsékletre. A hőmérséklet általában a legkevésbé befolyásoló tényező a szilárd anyagok sűrűségi tulajdonságaira. A hőmérséklet-ingadozások változása nem befolyásolja a szilárd anyagok sűrűségét. Azonban a hőmérséklet nagyobb hatást gyakorol a folyadékokra, így a folyékony anyagban lévő szilárd anyagok sűrűsége, amelyet a sűrűségváltozások mérésére használnak minden egyes 0,1% - 1% fokozatban. Ez is növeli a mérési hibahatárt a táguló folyadékkal. A mérési hibahatár az eredmény harmadik tizedesjegyének jelentős változását eredményezi. A minőség szempontjából megfelelő eredmény elérése érdekében mindig a sűrűségmérésekben használt folyadékok hőmérsékletét kell figyelembe venni. A szilárd anyagok sűrűségének meghatározásához használt legfontosabb referenciafolyadékok a víz vagy az etanol.
- Mérlegelés: fontos, hogy a mérési sűrűséget helyesen határozzuk meg, ezért különösen fontos, hogy az alkalmazott skála megfeleljen a sűrűség alkalmazására vonatkozó követelményeknek. Ha a minta kis minta, mérlegelni kell a mérleg minimális nettó tömegét. Pontos eredményeket érünk el, ha a minimális nettó tömegre hivatkozunk, különben a kis minták mérésének eredményei megbízhatatlanok.
- Adathasználat: a számítási folyamat során használandó értékek manuális rögzítése a minta sűrűség-meghatározása során időt vesz igénybe és növeli a hibák kockázatát.
METTLER TOLEDO módszer alkalmazásával a sűrűség meghatározására
Ezt a vizsgálatot az 1mg érzékenységű skálák érzékeny mérlegekben történő alkalmazásával végezzük. A nagy pontosságú mérleghez több sűrűségű készletet használva a folyadék úszóképességét néhány egyszerű lépésben kell kiszámítani. Mivel a sűrűség a számítás után a milligramm szinten történik, nagyobb értéket kapunk.
Ennek a módszernek a legnagyobb különbsége a sűrűség meghatározására alkalmazott más módszereknél az, hogy milligramm szinten mérik. Ebben a módszerben az alkatrész térfogata a súlyától függetlenül kerül meghatározásra, és a túlfolyó folyadék térfogatának számítása és a számítások eredményeként a tömegértékek segítik a legmegbízhatóbb eredmény elérését.
Ezek a műveletek kiemelkednek abban, hogy egyszerûek és egyszerûek. Nincs szükség speciális felszerelés vagy alkatrész megvásárlására, hogy sűrűség-készletet adjon a szokásos laboratóriumi mérleghez. Éppen ellenkezőleg, néhány olcsó sűrűségű készlet megvásárlásával a precíziós mérleg sűrűségmeghatározó eszközzé válik. Egy ismert térfogatú poharat adunk a használandó sűrűségkészlethez, és a minták sűrűségét meghatározzuk azzal a folyadékkal, amelyet ebben a szabványos tömegű üvegkészülékben használunk.