密度測量可檢查樣品的純度和濃度，並深入瞭解其成分。密度測量在不同行業中至關重要，以確保原材料和成品的品質。
例如，已知 20.00 °C 時超純水的密度為 0.998203 g/cm3：該值±允差的任何偏差都意味著水樣中含有雜質。
在此頁面上，您將獲得有關密度測量的基本知識。
密度測量
定義、方程、影響、儀器、密度與相對密度等
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你有沒有想過為什麼當發生石油洩漏時，一些石油會留在海洋表面？
密度的差異使某些物質高於其他物質，在圖像中您可以看到所示的典型密度值示例。
A - 燈油 （0.80 g/cm3）
B - 外用酒精 （0.87 g/cm3）
C - 植物油 （0.91 g/cm3）
D - 水 （0.99 g/cm3）
E - Dawn 洗潔精 （1.33 g/cm3）
F - 蜂蜜 （1.36 g/ccm3）
液體比重計
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比重計是一種用於測定液體密度的高性價比儀器。它由吹製玻璃製成，由一個用鉛或鋼丸加重的球狀底部和一個帶有刻度的細長桿組成。將比重計浸入樣品液體中，直到其漂浮。通過查看刻度來獲取密度讀數，其中樣品液體的液位與比重計刻度上的標記對齊。大多數比重計測量樣品的比重：簡單來說，比重計告訴使用者液體的密度是比水大還是小。與比重較低的液體（如純水或酒精）相比，它在 比重較大的液體（如溶解了糖的水）中會漂浮得更高。
使用比重計時，使用者有兩個選擇：
- 在校準溫度（通常為 16 °C 或 20 °C）下使用比重計。根據樣品量的不同，樣品可能需要一些時間才能達到此溫度。
- 只需記錄周圍溫度下的測量值即可。必須記錄測量值和溫度值。如果需要，可以在以後應用校正因數以獲得溫度校正的測量值。
比重瓶
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比重瓶通常由玻璃製成，是用於測量液體密度的預定義體積的燒瓶。它還可以測定分散體、固體甚至氣體的密度。如果使用得當，比重瓶可提供非常精確的結果，精度高達 10-5 g/cm3 – 這與所用數位天平的準確度（小數位數）相關。還需要溫度計來測量溫度。需要對用戶進行培訓，以保證使用比重瓶進行準確測量。
便攜式數位密度計
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可攜式數位密度計 用於快速準確地測定液體的密度。 使用數位密度計測定密度基於兩個因素：
- U 形玻璃管（U 形管）的振蕩或振動。
- 液體樣品品質與U形管振蕩頻率之間的關係。用樣品液體填充 U 型管會影響其振蕩頻率：由於使用已知密度的樣品進行工廠調整，該振蕩頻率可以與任何液體樣品的密度直接相關，精度為 0.001 g/cm3。手持式數位密度計可在環境溫度下測量樣品。如果需要在特定溫度下獲得結果，數位密度計可以對測量結果應用校正因數，以將結果補償到定義的溫度。每次測量只需幾秒鐘，使用戶能夠快速進行下一個樣品。測得的密度可以自動轉換為特定應用的其他單位和濃度，例如比重、API、酒精度、°Brix 等。
台式數位密度計
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台式數位密度計 採用與攜帶型數位密度計相同的技術，即 U 形玻璃管（U 形管）的振蕩。此外，它們還具有內置的帕爾貼溫度控制裝置，可將樣品加熱到選定的溫度（例如 20°C）。溫度控制範圍為 0 °C 至 95 °C。 這些密度計的密度精度可以達到 0.000005 g/m3 。
一些台式數位密度計可以連接到用於單個或多個樣品的樣品自動化解決方案，從而提供自動採樣、沖洗和乾燥功能。這些密度計通常可以升級為專用的自動化多參數系統，將密度、折光率、pH 值、色度、電導率等功能相結合，以節省時間、提高數據品質並防止在單個分析之間改變樣品。
使用U形玻璃管的數位密度計的一個優點是所需的樣品量小（通常為1.5 mL），這允許樣品更快地達到溫度平衡。
使用比重瓶測定密度？
觀看此視頻，檢查您是否遵循了使用比重瓶成功進行密度測量的正確步驟。此外，我們還比較了使用比重瓶和數位密度計進行密度測量。
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例：
d 乙醇 在 20°C = 0.7895 g/cm³
d 乙醇 在 40°C = 0.7724 g/cm³
d 20°C 時的水 = 0.9982 g/cm³
d 40°C 時的水 = 0.9922 g/cm³
20°C 時的 SG 乙醇 = 0.7909 g/cm³
40°C 時 SG 乙醇 = 0.7785 g/cm³
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給定溫度下的分子
（輕微的移動）
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溫度升高時分子相同
（進一步分開）
因此，溫度越高，體積越大，密度越低。如果溫度降低，體積會變小，密度會變大。但是，物質的品質不會改變。
此規則的唯一例外是液態水，它在3.98 ºC時達到其密度峰值，超過此點，水的體積增加並且密度降低。當水冷卻時，情況正好相反。
注：溫度、體積和密度之間的關係不是線性函數，它取決於每種物質的比熱容、汽化熱和其他因素。
這同樣適用於數位密度計，它依靠U型管測量原理來測定密度。
- 然而，現代數位密度計具有自動 BubbleCheck™，可在密度測量過程中為使用者提供支援。
- 此外，為避免因清潔不當而導致交叉污染，用戶可以測量空氣密度。如果測量結果在限制範圍內，則意味著測量池已得到正確清潔。
在使用手動儀器（例如比重瓶）進行密度測量時，不考慮氣壓值。
現代數位密度計具有內置氣壓計（壓力感測器）來測量局部氣壓，並自動設置參考空氣密度值。此值很重要，原因有 2 個：
- 在儀器調整過程中，必須測量水值和空氣值。壓力對空氣值有影響，因此會影響此後的所有測量。
立即瞭解有關儀器調整的更多資訊！下載我們的免費密度測量指南 - 在日常操作中，必須對測量池進行清潔，以避免交叉污染，以確保獲得良好的結果。將測得的空氣密度值與設置的參考空氣值進行比較。如果結果在一定允差範圍內，則儀器單元是乾淨的。
相對密度定義
相對密度是兩種物質的絕對密度之比，其中除數被視為參比物質。如果未指定該物質，則假定其為 3.98ºC 的水，因此密度為 0.999972 g/cm3 或 999.972 kg/m3。根據方程式，相對密度沒有單位。
比重定義
比重 （SG） 是物質密度與水密度之間的比率。如果未指定溫度，則假定其為 3.98ºC 的水，因此密度為 0.999972 g/cm3 或 999.972 kg/m3。
真密度或絕對密度定義
真密度是物質在給定壓力和溫度下的質量和體積之比，對應於其在真空中的重量。這是數位密度計在密度測量中使用的概念。
表觀密度定義
表觀密度是粉末和顆粒等分割固體的一種特性，通常用於採礦、食品和化工行業。根據定義，表觀密度是品質和體積之間的比率，但它對應於空氣中的重量。
為了說明真密度和表觀密度之間的差異，我們將比重瓶放在天平上。當它充滿液體時，由於空氣的浮力效應，它在空氣中的重量比在真空中輕。
許多官方密度表仍然基於表觀密度。 數位密度計以不同的單位和濃度提供結果，請查看其規格。
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真空中的品質 = 真密度 |
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空氣中的品質 = 表觀密度 |
| 比重 （20°C 時） | 密度 （20°C 時） |
| 0.746 | 0.745 克/釐米3 |
| 0.772 | 0.771 克/釐米3 |
| 0.791 | 0.790 克/釐米3 |
| 1.000 | 0.998 克/釐米3 |
| 1.251 | 1.249 克/釐米3 |
| 1.261 | 1.259 克/釐米3 |
| 1.484 | 1.481 克/釐米3 |
| 13.618 | 13.593 克/釐米3 |
在不同溫度下
| 密度（15°C 時） | 比重 （25°C 時） | 密度（25°C 時） |
| 0.752 克/釐米3 | 0.747 | 0.745 克/釐米3 |
| 0.999 克/釐米3 | 1.000 | 0.997 克/釐米3 |
| 1.254 克/釐米3 | 1.248 | 1.244 克/釐米3 |
| 1.486 克/釐米3 | 1.480 | 1.476 克/釐米3 |
如何測量溶液的密度？
讓我們以乙醇在水中的溶液為例。
如前所述，在 20 °C 時，純水的密度為 d = 0.9982 g/cm3，純乙醇在 20 °C 時的密度為 d = 0.7892 g/cm3 。 乙醇/水溶液的密度值取決於溶液的濃度。
密度測量有哪些典型應用？
密度測量的一些應用包括測定烈酒中的 酒精濃度 、控制 葡萄酒 和 啤酒 生產中的發酵過程、食品和飲料產品中中間產品和最終產品的 白利糖度（糖含量）測量 。石化行業重 油、石蠟 和潤滑油中 API 比重的密度和其他濃度。汽車工業中 電池酸的密度（比重）， 以及化學工業中的其他溶劑、酸和鹼。最後，在製藥行業中有許多應用，例如化妝品、個人護理產品等中的比重密度測量。 點擊上面的連結閱讀我們的詳細應用，或 訪問我們的專業知識庫 ，根據您的樣品找到合適的應用說明。
空氣的密度是多少？
空氣密度為 0.00120 g/cm3 在 20°C 和 101.325 kPa 的大氣壓下（即在海平面）。該大氣壓隨天氣條件（雨雪時壓力較低）和海拔（高海拔地區的壓力低於海平面）而變化。例如，在海拔 440 m 處，大氣壓力（年平均值）僅為 96.12 kPa，而 20°C 時平均空氣密度為 0.00114 g/cm3。
粘度對數位密度測量有什麼影響？
樣品粘度會影響使用數位密度計測量的密度。流體和管壁之間產生的較高剪切力導致振蕩頻率減慢，從而顯示出更高的密度值。因此，現代數位密度計具有內置的粘度校正功能，可以補償這種影響以顯示正確的結果。
