Merilnik gostote

Digitalni merilniki gostote (merilci specifične gostote) uporabljajo votlo stekleno U-cevko, pri kateri se sproži oscilacijo. Izmerjena je oscilacijska frekvenca cevke, ki je napolnjena z vzorcem. Ta frekvenca se spremeni, ko je cevka napolnjena z vzorcem: večja ko je masa vzorca, tem nižja je frekvenca. Instrument izmeri to frekvenco in jo pretvori v gostoto. Poleg tega namizni digitalni merilniki gostote uporabljajo vgrajen termostat s Peltierovim učinkom za nadzorovanje temperature vzorca.

Za dodatne informacije o merjenju gostote, opredelitvi, enačbi, vplivih in še marsičem si oglejte ta razdelek.

Merilec specifične teže, merilnik gostote ali gostomer so izrazi, ki se nanašajo na isti instrument. Različni izrazi so v uporabi glede na državo ali regijo uporabe. Ta instrument uporablja oscilacijsko tehnologijo U-cevke za merjenje specifične teže, gostote ali povezanih vrednosti pri tekočem vzorcu. Ta meritev se izvaja samodejno, s čimer se zmanjša vpliv upravljavca in izboljša ponovljivost.

Gostoto raztopine je mogoče izmeriti ročno ali digitalno. Več informacij o merjenju gostote s piknometri, hidrometri in digitalnimi merilniki gostote najdete v našem priročniku Trije načini za merjenje gostote.

Ročne metode, kot so piknometri in hidrometri, se pogosto uporabljajo za določanje gostote in povezanih vrednosti, kot so specifična teža, odstotek alkohola, stopinje BRIX, stopinje aktivnih farmacevtskih sestavin (API), vrednosti Baumé in Plato idr.. Te metode so sicer preproste za uporabo in dokaj cenovno ugodne, vendar pa zahtevajo strokovno znanje ter izkušnje pri vsakem koraku ročnih delovnih postopkov, kar pogosto vpliva na natančnost in zanesljivost rezultatov.

Piknometer je steklena posoda z določenim volumnom. Stehtana je brez vzorca (M1), nato pa je napolnjena z vzorcem in znova stehtana (M2). Razlika med M1 in M2, deljena z volumnom posode, je gostota vzorca.

Hidrometer je stekleno ohišje, ki je namočeno v vzorec. Po kratkem času uravnoteženja začne plavati na določeni ravni. Večja ko je gostota vzorca, tem manj bo hidrometer plaval. Raven uravnoteženja predstavlja gostoto.

Komplet za merjenje gostote se uporablja v kombinaciji s tehtnico. Stekleno ohišje z določenim volumnom je stehtano na zraku (M1), namočeno v vzorec in nato znova stehtano v vzorcu (M2). Razlika med M1 in M2 (plovnost), deljena z volumnom steklenega ohišja, je gostota vzorca. Za merjenje gostote trdnih snovi z uporabo referenčne tekočine (voda, etanol ali uporabniško določena tekočina) lahko uporabite tudi posebno držalo.

Digitalni merilniki gostote, znani tudi kot merilci specifične teže ali gostomeri, so na voljo kot namizni in ročni instrumenti. Uporabljajo tehnologijo oscilacijske cevke za izjemno natančno merjenje gostote vzorca v kratkem časovnem okviru. Votla steklena cevka vibrira pri določeni frekvenci. Ta frekvenca se spremeni, ko je cevka napolnjena z vzorcem: večja ko je masa vzorca, tem nižja je frekvenca. Instrument izmeri to frekvenco in jo pretvori v gostoto. Poleg tega namizni digitalni merilniki gostote uporabljajo vgrajen termostat s Peltierovim učinkom za nadzorovanje temperature vzorca.

Za več informacij o digitalnih merilnikih gostote in njihovi primerjavi z ročnimi metodami si oglejte našo primerjavo različnih merilnih tehnik.

Običajni volumen votle steklene U-cevke, ki je v digitalnem merilniku gostote uporabljena kot merilna celica, je približno 1 ml. Za nemoteno polnjenje je priporočen večji volumen. Od 3 do 5 ml vzorca je običajno uporabljenih z brizgo, da je z vzorcem napolnjen tudi del drenažne cevi.

To je odvisno od temperaturne razlike med vzorcem in merilno celico ter od vrste vzorca. Odvisno je tudi od zahtevane natančnosti meritve. Čas merjenja običajno traja od nekaj sekund pri prenosnem merilniku gostote brez nadzora temperature do približno od 2 do 5 minut pri namiznem instrumentu z aktiviranim nadzorom temperature.

Merilniki gostote, znani tudi kot gostomeri ali merilci specifične teže, so prilagojeni z zrakom in vodo pri določeni temperaturi merjenja. To temperaturo nadzoruje Peltierjev element, ki lahko ohladi ali segreje merilno celico do določene temperature (npr. 20 °C). Najprej je izmerjena frekvenca merilne celice, ki je napolnjena z zrakom. Ta prva frekvenca je dodeljena vrednosti gostote zraka. Nato je merilna celica napolnjena z vodo in izmerjena je frekvenca merilne celice, napolnjene z vodo. Ta druga frekvenca je dodeljena vrednosti gostote vode. To dvotočkovno prilagajanje je mogoče izvesti tudi z zrakom in standardom ali z dvema standardoma, ki zajemata dva različna razpona gostote.

Pridobite več informacij o načinih prilagajanja merilnika gostote.

Ti merilniki gostote so prvotno zasnovani in predvideni za merjenje homogenih tekočin. V praksi je mogoče uspešno izmeriti tudi številne druge vzorce. Če je s segrevanjem pri temperaturi prečrpavanja (npr. parafin) viskoznost vzorcev mogoče zmanjšati na manj kot 36.000 mPa*s, je mogoče gostoto izmeriti samodejno, in sicer z ogrevano avtomatizacijsko enoto, kot je SC1H ali SC30H. Vzorce z višjo viskoznostjo je mogoče izmeriti ročno, če jih je mogoče napolniti v brizgo tako, da v njej ni zračnih žepkov, in če upravljavec lahko nato iztisne te vzorce pri nadzorovani hitrosti skozi ozko, približno 15-centimetrsko cev. S takimi merilniki gostote je treba izmeriti vzorce, ki razjedajo stekleno U-cevko merilne celice (npr. fluorovodikova kislina, tekočine ali paste, uporabljene za jedkanje stekla).