Densitetsmåler

Digitale densitetsmålere (specifikke tyngdekraftmålere) benytter et hult U-formet glasrør, som bringes til at oscillere. Oscillationsfrekvensen for røret, der er fyldt med prøven, måles. Denne frekvens ændres, når røret er fyldt med prøven: Jo højere masse prøven har, jo lavere er frekvensen. Denne frekvens måles og omregnes til densitet. Desuden anvender stationære digitale densitetsmålere en indbygget Peltier-termostat til at kontrollere prøvens temperatur.

Se her for yderligere information om densitetsmålinger, definitionen, ligningen, påvirkningerne med mere.

En specifik tyngdekraftmåler, densitetsmåler eller massefyldemåler refererer til det samme instrument. Der bruges forskellige udtryk afhængigt af det land eller den region, hvor det anvendes. Dette instrument bruger oscillerende U-rørteknologi til at måle specifik tyngdekraft, densitet eller relaterede værdier i en flydende prøve. Denne måling udføres automatisk, hvilket reducerer operatørens indflydelse og forbedrer repeterbarheden.

En opløsnings densitet kan måles manuelt eller digitalt. Du kan finde mere detaljeret information om, hvordan man måler densitet med pyknometre, hydrometre og digitale densitetsmålere i vores vejledning om 3 måder at måle densitet på.

Manuelle metoder som pyknometre og hydrometre bruges ofte til bestemmelse af densitet og relaterede værdier som specifik gravimetri, alkoholprocent, grader Brix, API-grader, Baumé, Plato mv. Selv om disse metoder er nemme at anvende og ganske billige, forudsætter de ekspertise i hvert eneste trin af den manuelle procedure, hvilket ofte påvirker resultaternes nøjagtighed og pålidelighed.

Et pyknometer er et glasbæger med et bestemt rumfang. Det vejes uden prøven (M1), fyldes derefter med prøven og vejes igen (M2). Forskellen mellem M1 og M2 divideret med bægerets rumfang er prøvens densitet.

Et hydrometer er et glaslegeme, som neddyppes i prøven. Efter et kort stykke tid vil legemet finde sin ligevægt og flyde i en bestemt højde. Jo højere prøvens densitet er, jo mindre vil hydrometret flyde. Ligevægtshøjden angiver densiteten.

Et densitetssæt anvendes sammen med en vægt. Et glaslegeme med et bestemt rumfang vejes i luft (M1), sænkes ned i prøven og vejes igen nede i prøven (M2). Forskellen mellem M1 og M2 (opdriften) divideret med glaslegemets rumfang er prøvens densitet. En særlig holder kan også bruges til at foretage målinger af faste stoffers densitet med ved hjælp af en referencevæske (vand, ætanol eller brugerdefineret).

Digitale densitetsmålere, også kendt som specifikke tyngdekraftmålere eller massefyldemålere, fås som stationære og håndholdte instrumenter. De bruger oscillatorrørteknologien til meget præcist at måle densiteten af en prøve på kort tid. Et hult glasrør vibrerer med en bestemt frekvens. Denne frekvens ændres, når røret er fyldt med prøven: Jo højere masse prøven har, jo lavere er frekvensen. Denne frekvens måles og omregnes til densitet. Desuden anvender stationære digitale densitetsmålere en indbygget Peltier-termostat til at kontrollere prøvens temperatur.

Du kan finde mere information om digitale densitetsmålere og en sammenligning mellem dem og manuelle metoder i vores sammenligning af forskellige måleteknikker.

Det typiske rumfang af den type U-formet hult glasrør, der benyttes som målecelle i en digital densitetsmåler, er omkring 1 ml. For problemfri påfyldning anbefales en større volumen. Typisk vil 3 til 5 ml blive brugt i en sprøjte for også at fylde dele af drænrøret med prøven.

Det afhænger af temperaturforskellen mellem prøven og målecellen samt af prøvetypen. Det afhænger også af den ønskede målenøjagtighed. Måletiden ligger typisk i intervallet fra et par sekunder med en bærbar digital densitetsmåler uden temperaturstyring til 2-5 minutter med et stationært instrument med aktiv temperaturstyring.

Som regel justeres densitetsmålere, også kendt som massefyldemålere eller specifik tyngdekraftmålere med luft og vand ved en bestemt måletemperatur. Denne temperatur styres med et Peltier-element, som kan nedkøle eller opvarme målecellen til en bestemt temperatur (f.eks. 20 °C). Først måles oscillationsfrekvensen, når målecellen er fyldt med luft. Denne frekvens knyttes til værdien for lufts densitet. Derefter fyldes målecellen med vand, og frekvensen af målecellen, når den er fyldt med vand, måles. Denne anden frekvens knyttes til værdien for vands densitet. Denne topunktsjustering kan også udføres med vand og en standard eller med to standarder, der dækker forskellige densitetsintervaller.

Lær mere om, hvordan du justerer din digitale densitetsmåler.

Disse densitetsmålere var oprindeligt udviklet og beregnet til måling af homogene væsker. I praksis måles mange andre prøver også med gode resultater. Hvis prøveviskositeten kan sænkes til under 36.000 mPa*s ved opvarmning ved pumpetemperaturen (f.eks. paraffin), kan densiteten endda måles automatisk med en opvarmet automatiseringsenhed såsom SC1H eller SC30H. Prøver med højere viskositet kan måles manuelt, hvis de kan fyldes i en sprøjte, uden at der opstår luftlommer, og hvis operatøren derefter kan presse disse prøver ud ved en kontrolleret hastighed gennem et smalt, langt rør på ca. 15 cm. Prøver, som angriber målecellens U-formede glasrør (f.eks. flussyre eller væsker eller masser, som bruges til ætsning af glas), bør ikke måles med denne type densitetsmålere.