ابزارهای چگالی و وزن مخصوص
به روز رسانی شده در ۱۴۰۳/۸/۷ زمان مطالعه 10 دقیقه
ابزارهای چگالی و وزن مخصوص متری هستند که برای تعیین چگالی و وزن مخصوص مخلوطی که ممکن است جامد، گاز یا مایع باشد، استفاده می شود. وزن مخصوص سنگینی یک ماده نسبت به آب است و بدون واحد بیان می شود. در سیستم متریک وزن مخصوص مانند سیستم انگلیسی است. اگر چیزی 7.85 برابر حجم مساوی آب سنگین باشد (مانند آهن) وزن مخصوص آن 7.85 است. چگالی آن ۷.۸۵ گرم بر سانتی‌متر مکعب یا ۷.۸۵ کیلوگرم بر لیتر یا ۷.۸۵ متریک تن بر متر مکعب است.
نمایش تمام سازندگان ابزارهای چگالی و وزن مخصوص
مشخصات
محدوده چگالی (جرم در حجم)، دقت و زمان پاسخ مشخصه اکثر این ابزارها است.
محدوده چگالی - محدوده چگالی که ابزار می تواند اندازه گیری کند. جرم در حجم، معمولاً بر حسب کیلوگرم بر متر مکعب (kg/m^3) مشخص می شود. چگالی آب 1000 کیلوگرم بر مترمربع است و چگالی برف معمولاً به عنوان نسبت به آن اندازه گیری می شود. بنابراین برفی که 100 کیلوگرم بر مترمربع است 100/100 یا 10 درصد مشخص می شود.
محدوده فشار - محدوده فشار نمونه ای که ابزار چگالی می تواند در آن کار کند.
محدوده دما - محدوده دمای نمونه ای که ابزار چگالی می تواند در آن کار کند.
اندازه‌گیری‌ها و رابط‌های کاربری همزمان نیز در انتخاب ابزارهای چگالی مناسب و وزن مخصوص مهم هستند.
کالیبراسیون ابزارهای چگالی و وزن مخصوص به نوع فناوری مورد استفاده بستگی دارد. گاز نیتروژن یا آب در دماها و فشارهای خاص ممکن است قبل از استفاده از دستگاه مورد نیاز باشد. برخی از دانسیته مترها ممکن است دارای گواهی کالیبراسیون باشند.
نوع فناوری
مترهای دیجیتال چگالی از اصل لوله های نوسانی یا جذب رادیواکتیو برای تعیین چگالی و وزن مخصوص استفاده می کنند.
لوله نوسانی یک لوله شیشه ای توخالی است که با فرکانس مشخصی می لرزد. فرکانس ارتعاش زمانی که لوله با نمونه پر می شود تغییر می کند. هر چه جرم نمونه بیشتر باشد فرکانس ارتعاش کمتر است. این فرکانس اندازه گیری شده و به چگالی تبدیل می شود. یک ترموستات داخلی دما را کنترل می کند (بدون نیاز به حمام آب). ترموستات اغلب ضروری است زیرا چگالی نمونه را می توان با تغییرات دما تغییر داد.
در جذب رادیواکتیو ، استفاده از پرتوهای گاما یا اشعه ایکس برای تعیین چگالی، در کاربردهایی مانند لوله کشی یا استخراج که در آن نفوذ به سیستم ممکن است پرهزینه باشد، مفید است. انرژی توسط منبعی ساطع می شود که از دیواره های لوله و مواد فرآیند عبور می کند. ماده فرآیندی انرژی را جذب می کند. مقدار انرژی که به آشکارساز می رسد با هر ماده متفاوت است. الکترونیک این قرائت انرژی را به اندازه گیری چگالی تبدیل می کند. این روش به ویژه در کاربردهای فرآیندی که شامل نرخ جریان بسیار بالا، فشار بالا و دماهای بالا/پایین است، مؤثر است.
روش غیرتهاجمی دیگری که توسط ابزارهای چگالی و وزن مخصوص مورد استفاده قرار می‌گیرد شامل روش‌های اندازه‌گیری اختلاف فاز مایکروویو و روش‌های تعلیق است.
اختلاف فاز مایکروویو از روشی استفاده می کند که چگالی سیال بر انتشار امواج مایکروویو هنگام عبور از آن تأثیر می گذارد. این امکان اندازه گیری قابل اعتماد چگالی سیال را با نظارت بر تفاوت فاز مایکروویو بین موج اصلی و موجی که از سیال اندازه گیری شده عبور می کند، می دهد. اندازه‌گیری چگالی سیال با مشاهده اختلاف فاز موج تحت تأثیر سرعت جریان قرار نمی‌گیرد و/یا تحت تأثیر آلودگی و/یا حباب‌ها قرار نمی‌گیرد. این فناوری در کاربردهای مختلفی که تعیین قوام جامدات معلق، دوغاب و لجن ضروری است، مانند صنایع خمیر کاغذ و کاغذ و فاضلاب، مؤثر است.
روش های تعلیق شامل اندازه گیری گرادیان چگالی و روش شلیرن می باشد. گرادیان چگالی زمانی اندازه‌گیری می‌شود که دو مایع با چگالی متفاوت در یک لوله شیشه‌ای قرار می‌گیرند، به طوری که در طول زمان، انتشار منجر به گرادیان چگالی عمودی می‌شود. روش شلیرن شامل غوطه ور کردن یک لوله پر از مایع در مایع دیگر است، مایع فقط در صورتی از لوله به صورت افقی جریان می یابد که چگالی دو مایع برابر باشد.
گزینه های نمایش
ابزارهای چگالی و وزن مخصوص بر اساس نیاز کاربر، خوانش های مختلفی را ارائه می دهند. نمایشگرهای آنالوگ و دیجیتال بر روی ابزارهای قابل حمل در دسترس هستند. پارامترهای نمایش ممکن است شامل Brix، Plato، % الکل، گرانش API، درصد جامدات، درصد جرم و درصد حجم باشد. گزینه‌های دیگر ممکن است شامل رابط‌های کامپیوتری و نرم‌افزار برای برنامه‌نویسی جداول غلظت سفارشی یا وزن خاص، تجزیه و تحلیل داده‌ها و/یا کنترل باشد.
برنامه های کاربردی
سیستم‌های ابزار چگالی و وزن مخصوص از کاربردهای آزمایشگاهی که در آن نمونه‌برهای خودکار و اجزای تمیزکننده یکپارچه می‌شوند تا سیستم‌های مدیریت مخزن برای نظارت از راه دور تا کاربردهای انتقال و کنترل جریان را شامل می‌شود.
استانداردها
ابزارهای چگالی و وزن مخصوص باید استانداردهای خاصی را رعایت کنند تا از طراحی و عملکرد مناسب اطمینان حاصل شود.
AASHTO-T 100 - این روش شامل تعیین وزن مخصوص خاک با استفاده از پیکنومتر می باشد. هنگامی که خاک از ذرات بزرگتر از الک 4.75 میلی متری (شماره 4) تشکیل شده است، باید از روش ذکر شده در T 85 پیروی کرد.
ASTM C1039 - این روش‌های آزمایشی، تعیین تخلخل ظاهری، وزن مخصوص ظاهری و چگالی ظاهری هسته‌های گرفته‌شده از الکترودهای گرافیتی تولید شده برای استفاده در کوره‌های قوس الکتریکی را پوشش می‌دهند.
ASTM C128 - این روش آزمون تعیین چگالی متوسط مقداری از ذرات ریز دانه (بدون احتساب حجم فضای خالی بین ذرات)، چگالی نسبی (وزن مخصوص) و جذب سنگدانه های ریز را پوشش می دهد.
منبع