Sűrűségmérő

A digitális sűrűségmérők (fajsúlymérők) egy oszcillátorban elhelyezett, U alakú üvegkapillárist használnak. A rendszer a betöltött mintát tartalmazó kapilláris oszcillációs frekvenciáját méri. A frekvencia megváltozik, amikor a mintát betöltik a kapillárisba: minél nagyobb a minta tömege, annál alacsonyabb lesz a frekvencia. A mért frekvenciát ezután a berendezés sűrűségértékre váltja át. Ezenkívül az asztali digitális sűrűségmérők beépített Peltier-termosztát segítségével szabályozzák a minta hőmérsékletét.

Itt további információkat talál a sűrűségméréssel, annak meghatározásával, egyenletével, hatásaival és egyéb vonatkozásaival kapcsolatban.

A fajsúlymérő, sűrűségmérő és denzitométer elnevezés ugyanarra a készülékre utal. A különböző kifejezések a készüléket használó országtól vagy régiótól függően változhatnak. A műszer U alakú oszcillációs üvegkapilláris-technológiát használ a folyadékminta fajsúlyának, sűrűségének vagy kapcsolódó értékeinek mérésére. A mérés végrehajtása automatikus, ami csökkenti a kezelői közreműködést és javítja a megismételhetőséget.

Az oldatok sűrűsége saját kezűleg vagy digitálisan mérhető meg. Ha részletesebb tájékoztatást szeretne a piknométerekkel, hidrométerekkel és digitális sűrűségmérőkkel végzett sűrűségmérésről, tekintse meg A sűrűség mérésének három módja című útmutatónkat.

A kézi módszerek, köztük a piknométerek és hidrométerek széles körben használatosak a sűrűség és a hozzá kapcsolódó értékek, például a fajsúly, alkoholszázalék, Brix-, API-, Baumé-, Plato-fok stb. meghatározására. Bár ezeket a módszereket könnyű alkalmazni, és meglehetősen olcsók is, a kézi üzemeltetés minden lépésében szakértelmet kívánnak, ami gyakran hatással van az eredmények pontosságára és megbízhatóságára.

A piknométer egy meghatározott térfogatú üvegedény. Először a minta nélkül kerül sor az edény mérésére (M1), majd a mintával feltöltve ismét megmérik (M2). Az M1 és M2 érték különbségét az edény térfogatával elosztva határozható meg a minta sűrűsége.

A hidrométer egy mintába merített üvegidom. A rövid kiegyenlítődési idő elteltével az idom adott szinten fog lebegni. Minél nagyobb a minta sűrűsége, annál kevésbé fog a hidrométer lebegni. Az egyensúlyi szinten olvasható le a sűrűség.

A sűrűségmérő készletet mérleggel együtt szokás használni. A meghatározott térfogatú üvegidom mérésére először a levegőn kerül sor (M1), majd a mintába merítik, és ismét megmérik a mintában (M2). Az M1 és M2 érték különbségét (a felhajtóerőt) az üvegidom térfogatával elosztva határozható meg a minta sűrűsége. A szilárd testek sűrűségének mérésére különleges tartály használható adott referenciafolyadékkal (víz, etanol vagy a felhasználó által meghatározott referenciafolyadék).

A fajsúlymérő vagy denzitométer néven is ismert digitális sűrűségmérők asztali vagy kézi műszerekként állnak rendelkezésre. Az oszcillációs kapillárist alkalmazó technológiával pillanatokon belül rendkívül pontosan meghatározzák a minta sűrűségét. Az üvegkapilláris meghatározott frekvencián rezeg. A frekvencia megváltozik, amikor a mintát betöltik a kapillárisba: minél nagyobb a minta tömege, annál alacsonyabb lesz a frekvencia. A mért frekvenciát ezután a berendezés sűrűségértékre váltja át. Ezenkívül az asztali digitális sűrűségmérők beépített Peltier-termosztát segítségével szabályozzák a minta hőmérsékletét.

Ha további tájékoztatást szeretne a digitális sűrűségmérőkkel és a kézi módszerekkel való összevetésükkel kapcsolatban, tekintse meg a különféle mérési technikák összehasonlításáról szóló cikkünket.

A digitális sűrűségmérőben mérőcellaként használt, U alakú üvegkapilláris jellemző térfogata kb. 1 ml. A problémamentes töltés érdekében nagyobb mennyiséget ajánlott használni. Jellemzően 3–5 ml-t javasolt befecskendezni, hogy a leeresztőcső egy része is megteljen a mintával.

Ez a minta és a mérőcella közötti hőmérséklet-különbségtől, valamint a minta típusától függ. Ezenkívül a mérés kívánt pontosságán is múlik. A mérési idő jellemzően a hőmérséklet-szabályozás nélküli, kézi digitális sűrűségmérővel néhány másodperc alatt végzett mérésektől a hőmérséklet-szabályozással rendelkező asztali műszerekkel 2–5 perc alatt végrehajtott mérésekig terjed.

A denzitométer vagy fajsúlymérő néven is ismert sűrűségmérőket általában adott mérési hőmérsékletű levegő és víz felhasználásával állítják be. Ezt a hőmérsékletet Peltier-elemmel szabályozzák, amely képes az adott hőmérsékletre (pl. 20 °C-ra) lehűteni, illetve felmelegíteni a mérőcellát. Először a levegővel feltöltött mérőcella frekvenciájának mérésére kerül sor. Ezt a frekvenciát a rendszer a levegő sűrűségértékéhez rendeli hozzá. Ezután a mérőcellát vízzel töltik fel, majd megmérik a vízzel feltöltött mérőcella frekvenciáját. Ezt a második frekvenciát a rendszer a víz sűrűségértékéhez rendeli hozzá. E két pontból álló beállítást levegő és egy standard, illetve két, különböző sűrűségtartományokat lefedő standard felhasználásával is el lehet végezni.

Tájékozódjon bővebben a digitális sűrűségmérő beállításáról.

Ezeket a sűrűségmérőket eredetileg célzottan homogén folyadékok mérésére tervezték. A gyakorlatban azonban számos egyéb minta is sikeresen mérhető velük. Amennyiben a minta viszkozitása 36 000 mPa*s alá vihető a pumpálási hőmérsékleten végzett melegítéssel (pl. paraffin), úgy a sűrűséget automatikusan is lehet mérni egy melegített automatizálási egység, például az SC1H vagy az SC30H modell segítségével. A nagyobb viszkozitású minták kézzel mérhetők, ha megoldható, hogy légbuborékok képződése nélkül fecskendőbe töltsék őket, a kezelő pedig szabályozott sebességgel képes kipréselni ezeket a mintákat egy keskeny, kb. 15 cm hosszú csövön keresztül. A mérőcella U alakú üvegkapillárisát maró minták (pl. fluorsav, üvegmaratásra használt folyadékok vagy paszták) nem mérhetők ilyen sűrűségmérőkkel.