การวัดความหนาแน่นซึ่งเป็นพารามิเตอร์คุณภาพที่สำคัญสำหรับผลิตภัณฑ์ดิบและผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปในรูปแบบของแข็งและของเหลวจะดำเนินการโดยเทคนิคต่างๆ การวัดความหนาแน่นซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในการพิจารณาความบริสุทธิ์ของวัสดุก่อนการประมวลผลนั้นมีความสำคัญในการพิจารณาว่าวัสดุต่างประเทศผสมกับวัตถุดิบหรือไม่ ในอีกทางหนึ่งการศึกษาครั้งนี้มีประสิทธิภาพในการช่วยให้เข้าใจความเป็นเนื้อเดียวกันของวัตถุดิบ ตัวอย่างที่สุ่มมาจากผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการประมวลผลจะถูกทดสอบ จุดประสงค์ของการทดสอบเหล่านี้คือการตรวจสอบความต่อเนื่องของคุณภาพ กระบวนการเลือกตัวอย่างแบบสุ่มสำหรับการตรวจสอบคุณภาพเป็นหนึ่งในวิธีการพื้นฐานและคุ้มค่าที่สุด
ความถูกของการทดสอบความหนาแน่นสามารถสรุปได้โดยใช้วิธีการกำจัดน้ำ กล่าวอีกนัยหนึ่งวิธีนี้เรียกว่า gravimetric และใช้การลอยตัวของน้ำอย่างง่าย เทคนิคการพยุงคือการรวมกันของหลักการการเคลื่อนที่และวิธีการ pycnometer การวัดที่แม่นยำเช่นการชั่งน้ำหนักมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการวัดความหนาแน่น ในแง่ที่ง่ายที่สุดตามหลักการของอาร์คิมีดีสเมื่อวัตถุถูกแช่อยู่ในของเหลวมันจะถูกแรงลอยตัวของของเหลวและวัตถุจะถูกแทนที่ด้วยของเหลวในอัตราหนึ่ง การคำนวณการกระจัดนี้เทียบเท่ากับความหนาแน่นของวัตถุ ในกระบวนการคำนวณจะพิจารณาตัวแปรต่าง ๆ เช่นน้ำหนักของวัตถุปริมาตรของของเหลวที่ถูกแทนที่และความหนาแน่นของของเหลว
วิธีการกำหนดความหนาแน่นและคุณสมบัติที่แตกต่าง
วิธีการ |
Gravimetric แรงยก |
Gravimetric, Displacement |
Pyknometer |
เครื่องวัดความหนาแน่นแบบดิจิตอล |
ภาชนะสำหรับของเหลววัดความหนาแน่นอยู่ใต้แท่นชั่งหรือเครื่องชั่ง |
ภาชนะที่มีของเหลวที่ใช้สำหรับการวัดความหนาแน่นจะหยุดลงบนยอดคงเหลือ |
ภาชนะบรรจุที่มีปริมาณที่กำหนด |
เทคโนโลยีหลอดสั่น |
|
ช่องที่มี |
- แข็ง - ของเหลว (ชุดแก้วที่จะใช้จะต้องมีน้ำหนักมาตรฐาน) |
- สารที่ไม่พึงประสงค์ (ทรงกลมแกมมา) - ของเหลว (ชุดแก้วที่จะใช้จะต้องมีน้ำหนักมาตรฐาน) - ของแข็ง |
- ของเหลวกระจายตัว - แป้ง - อนุภาค |
- ของเหลว - ก๊าซ |
ประโยชน์ที่ได้รับ |
- การประมวลผลที่รวดเร็ว - ความยืดหยุ่นในขนาดตัวอย่าง - มีการใช้อุปกรณ์ชั่งน้ำหนัก |
- การประมวลผลที่รวดเร็ว - มีการใช้อุปกรณ์ชั่งน้ำหนัก |
- วิธีการที่เหมาะสม - มีการใช้อุปกรณ์ชั่งน้ำหนัก |
- การประมวลผลที่รวดเร็ว - การควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำด้วยองค์ประกอบ Peltier - การวัดความหนาแน่นอัตโนมัติ - ตัวอย่างปริมาณน้อย |
ข้อเสีย |
- ไวต่ออุณหภูมิ - ความจำเป็นที่จะต้องวางอย่างระมัดระวังในตัวอย่าง |
- ไวต่ออุณหภูมิ - ความต้องการปริมาณตัวอย่างขนาดใหญ่ |
- ไวต่ออุณหภูมิ - ลำบาก - ใช้เวลานาน - ความจำเป็นที่จะต้องเอาฟองอากาศออก |
- ข้อกำหนดสำหรับการแก้ไขความหนืดในตัวอย่างกาว (มีในอุปกรณ์ที่ทันสมัย) |
บรรทัดฐานและมาตรฐานที่ใช้ในการคำนวณความหนาแน่น
ISO 1183-1: พลาสติก - วิธีการในการกำหนดความหนาแน่นของพลาสติกที่ไม่ใช่เซลลูล่าร์
OIML G 14: การวัดความหนาแน่นตาม OIML
ASTM-D-792: วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับความหนาแน่นและความถ่วงจำเพาะมาตรฐาน
ISO 1183-1 ระบุว่าควรใช้เครื่องชั่งวิเคราะห์ตำแหน่งทศนิยม 4
มันสอดคล้องกับความหนาแน่นของมวลที่วัดได้ซึ่งขึ้นอยู่กับจำนวนของอนุภาคที่มีอยู่ในปริมาตรที่กำหนดนั่นคือจำนวนของอนุภาคที่มีอยู่ ความหนาแน่นเป็นคุณสมบัติเด่นสำหรับสารทั้งหมดที่พบในโลกแห่งความจริง การวัดความหนาแน่นของวัตถุดิบและวัสดุสำเร็จรูปนั้นใช้เป็นพารามิเตอร์คุณภาพที่สำคัญ มีหลายพารามิเตอร์ที่ต้องพิจารณาเพื่อกำหนดความหนาแน่นอย่างแม่นยำ เครื่องมือวัดที่สำคัญที่สุดที่เราสามารถแนะนำให้คุณใช้ในการวัดความหนาแน่นคือชุดสมดุลและความหนาแน่น
ข้อผิดพลาดที่สำคัญที่สุดในการกำหนดความหนาแน่นคือความสามารถในการเปียกของวัตถุดิบหรือผลิตภัณฑ์ถูก จำกัด ในระหว่างการวัด กล่าวอีกนัยหนึ่งคือการมีฟองอากาศติดอยู่บนผนังของตัวอย่างหรืออุปกรณ์เมื่อความหนาแน่นถูกดำเนินการเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่ส่งผลกระทบต่อการวัด การลดฟองอากาศให้เป็นศูนย์คือข้อบ่งชี้ถึงความน่าเชื่อถือของการทดสอบ มิฉะนั้นการปรากฏตัวของฟองอากาศจะทำให้เกิดการลอยตัวเพิ่มเติมซึ่งในกรณีนี้รบกวนการคำนวณความหนาแน่น สมมติว่าฟองอากาศใด ๆ ในผนังของวัตถุหรือภาชนะทดสอบที่ผ่านการทดสอบคือ 1 mm ฟองอากาศนี้สร้างการลอยตัวของ 0.5 mg สิ่งที่ต้องทำ
- จำเป็นต้องใช้น้ำยาเปียกหรือน้ำยาอินทรีย์เพื่อกำจัดฟองอากาศ ต้องขอบคุณการบำบัดล่วงหน้าตัวแทนหยดน้ำที่ใช้ไม่กี่หยดนั้นไม่มีความสำคัญสำหรับการทดสอบความหนาแน่น
- ของแข็งที่ทนต่อตัวทำละลายทั้งหมดจะต้องลดลง
- อุปกรณ์ทั้งหมดที่ใช้ทำการทดสอบจะต้องได้รับการทำความสะอาดเป็นประจำ
- วัตถุที่แช่อยู่ในของเหลวจะต้องไม่ถูกสัมผัสด้วยมือเปล่า
- ควรใช้แปรงละเอียดเพื่อกำจัดฟองอากาศที่แข็ง
ปัจจัยที่มีผลต่อความหนาแน่น
- อุณหภูมิ: สารในแต่ละขั้นตอนมีความอ่อนไหวต่ออุณหภูมิแตกต่างกัน อุณหภูมิมักเป็นปัจจัยที่มีอิทธิพลน้อยที่สุดต่อคุณสมบัติความหนาแน่นของของแข็ง การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิไม่ส่งผลกระทบต่อความหนาแน่นของของแข็ง อย่างไรก็ตามอุณหภูมิมีผลกระทบมากขึ้นกับของเหลวเพื่อให้ความหนาแน่นของของแข็งในสารของเหลวที่จะใช้ในการวัดการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นในแต่ละระดับ 0,1% - 1% สิ่งนี้จะเพิ่มระยะขอบข้อผิดพลาดของการวัดด้วยของเหลวที่ขยายตัว ระยะขอบของข้อผิดพลาดในการวัดผลลัพธ์ในการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในตำแหน่งทศนิยมที่สามของผลลัพธ์ เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ถูกต้องในด้านคุณภาพอุณหภูมิของของเหลวที่จะใช้ในการวัดความหนาแน่นควรนำมาพิจารณาด้วยเสมอ ของเหลวอ้างอิงที่สำคัญที่สุดที่ใช้ในการกำหนดความหนาแน่นของของแข็งคือน้ำหรือเอทานอล
- การชั่งน้ำหนัก: เป็นสิ่งสำคัญในการกำหนดความหนาแน่นของการชั่งน้ำหนักอย่างถูกต้องและดังนั้นจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งที่เครื่องชั่งที่ใช้นั้นสามารถตอบสนองความต้องการสำหรับการประยุกต์ใช้ความหนาแน่น หากตัวอย่างเป็นตัวอย่างขนาดเล็กควรพิจารณาน้ำหนักสุทธิขั้นต่ำของยอดคงเหลือ บรรลุผลที่ถูกต้องหากอ้างอิงน้ำหนักสุทธิขั้นต่ำไม่เช่นนั้นผลการวัดตัวอย่างขนาดเล็กจะไม่น่าเชื่อถือ
- การใช้ข้อมูล: บันทึกค่าที่จะใช้ในกระบวนการคำนวณด้วยตนเองระหว่างการกำหนดความหนาแน่นของตัวอย่างใช้เวลาและเพิ่มความเสี่ยงของข้อผิดพลาด
การใช้วิธีการของ METTLER TOLEDO สำหรับการหาค่าความหนาแน่น
การศึกษาครั้งนี้ดำเนินการโดยใช้เครื่องชั่งที่มีความไวของระดับ 1mg ในเครื่องชั่งที่ละเอียดอ่อน ด้วยชุดความหนาแน่นหลายแบบที่จะใช้กับเครื่องชั่งที่มีความแม่นยำสูงการพยุงของของเหลวจะถูกคำนวณในขั้นตอนง่ายๆ เนื่องจากความหนาแน่นเกิดขึ้นที่ระดับมิลลิกรัมหลังจากการคำนวณจึงได้รับค่าที่สำคัญกว่า
ความแตกต่างที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของวิธีนี้จากวิธีอื่น ๆ ที่ใช้ในการกำหนดความหนาแน่นคือการวัดที่ระดับมิลลิกรัม ในวิธีการนี้ปริมาตรของชิ้นส่วนถูกกำหนดโดยอิสระจากน้ำหนักของมันและการคำนวณปริมาตรของของเหลวที่ล้นและค่าน้ำหนักซึ่งเป็นผลมาจากการคำนวณทำให้ได้ผลลัพธ์ที่น่าเชื่อถือที่สุด
การดำเนินการเหล่านี้โดดเด่นในแง่ของการใช้งานง่ายและสะดวก ไม่จำเป็นต้องซื้ออุปกรณ์หรือชิ้นส่วนพิเศษเพื่อเพิ่มชุดความหนาแน่นลงในเครื่องชั่งมาตรฐานในห้องปฏิบัติการ ในทางตรงกันข้ามการซื้ออุปกรณ์เสริมชุดความหนาแน่นราคาประหยัดสักสองสามตัวจะช่วยเปลี่ยนเครื่องชั่งที่แม่นยำของคุณให้กลายเป็นเครื่องมือวัดความหนาแน่น แก้วที่มีปริมาตรที่ทราบจะถูกเพิ่มเข้าไปในชุดความหนาแน่นที่จะใช้และความหนาแน่นของตัวอย่างจะถูกกำหนดด้วยของเหลวที่คุณจะใช้ในอุปกรณ์แก้วนี้ด้วยน้ำหนักมาตรฐาน