Yoğunluk Ölçer laboratuvarda yaygın olarak kullanılır. Bugün bu makale yoğunluk ölçerlerin prensibini ve yoğunluk ölçer türlerini tanıtmaktadır.
Yoğunluk Ölçer Prensibi
Nesnenin yerçekimi nesneyi yere doğru çeker. Ancak, nesne bir sıvıya yerleştirilirse, kaldırma kuvveti adı verilen bir kuvvet ters yönde etki eder. Kaldırma kuvvetinin büyüklüğü, nesne tarafından yerinden edilen sıvının veya yerinden edilen sıvının ağırlığına eşittir.
Yoğunluk ölçerin yerçekimi sabittir ve kaldırma kuvvetinin değişimine göre yüzer veya batar. Çalışan bir yoğunluk ölçer, kaldırma kuvvetinin yerçekiminin aşağı çektiği kadar yukarı ittiği kadar uzun süre (ölçülen sıvı yoğunluğu aralığını aşmadığı sürece) bir sıvıya yerleştirildikten sonra yüzer.
Yoğunluk ölçerin aşağı yukarı büyük küçük okuması mg=pgV'den kaynaklanır. Yoğunluk ölçer sıvıya ne kadar derin girerse, yer değiştiren sıvının hacmi V o kadar büyük olur. Ayrıca, mg sabittir, bu nedenle sıvının yoğunluğu bu anda daha küçüktür. Bu nedenle, yoğunluk ölçerin okuması altta büyük ve üstte küçüktür ve göstergesi sıvının yoğunluğunu gösterir ve birimi g/cm'dir.
Yoğunluk ölçer yöntemi, 0.075 mm'den küçük parçacık boyutuna sahip ince parçacıkları analiz etmek için uygundur. Stokes yasası, küresel ince parçacıkların suda batma hızının parçacık çapının karesiyle orantılı olduğunu savunur. Bu nedenle, farklı parçacık boyutlarına sahip toprakların suda farklı hızlarda battığı ilkesi, 0.075 mm kadar küçük parçacık boyutuna sahip ince parçacıkları daha fazla gruplamak için kullanılabilir. Yoğunluk ölçer yöntemi bu ilkeye dayanır. Stokes yasası şunu varsayar:
① parçacık küreseldir;
② Parçacık etrafındaki su akışı doğrusaldır;
③ Parçacığın boyutu molekülden çok daha büyüktür.
Yoğunluk ölçer yöntemiyle elde edilen parçacık boyutu gerçek on tane boyutu değil, sıvıdaki gerçek on tane ile aynı çökme hızına sahip ideal bir kürenin çapıdır, yani hidrolik eşdeğer çap veya nominal çaptır. Yoğunluk ölçer yöntemi, toprak parçacık çökmesinin L mesafesindeki süspansiyon yoğunluğunu ölçebilir ve parçacık boyutu d'den daha küçük kümülatif yüzde içeriğini hesaplayabilir. Farklı test süreleri t kullanılarak, ölçülebilir ince parçacık grubunun bağıl içeriği belirlenebilir.
Yoğunluk Ölçer Çeşitleri
Sıvı Yoğunluk Ölçer: Sıvı yoğunluk ölçer, mühendislikte yaygın olarak kullanılan orijinal bir ölçüm cihazıdır. Sıvı yoğunluk ölçer, siyah ve beyaz orijinallerin gri değerini ölçmek ve sürekli ton veya nokta değerini ölçmek için bir fotoelektrik ölçüm cihazıdır. İki tür yoğunluk ölçer vardır: iletim yoğunluk ölçerleri ve yansıma yoğunluk ölçerleri. Fiziksel deneylerde kullanılan sıvı yoğunluk ölçer, sıvıların yoğunluğunu ölçmek için bir cihazdır. Sıvı yoğunluk ölçer, sıvıda yüzen nesne üzerindeki kaldırma kuvvetinin yerçekimine eşit olduğu ilkesine göre üretilir ve çalışır.
Sıvı yoğunluk ölçer, sıvı yoğunluğunu test etmek için titreşimli silindir yoğunluk sensörünün prensibini kullanır. Ölçülecek sıvı rezonans silindirinin sensörüne pompalandıktan sonra, ölçüm işlemi hızlı, doğrudan ve oldukça hassas olan tek çipli bir mikro bilgisayar tarafından gerçekleştirilir. Yoğunluk ölçer, çeşitli sıvıların yoğunluğunu ölçmek için yaygın olarak kullanılabilir. Farklı konsantrasyon dönüştürme yazılımlarıyla, alkol gibi ilgili sıvının konsantrasyon değerini veya özgül ağırlığını doğrudan okuyabilir.
Tek çipli bilgisayar yazılımının işlenmesiyle, hacim konsantrasyonunu doğrudan okuyabilir. Ayrıca, test etmek daha kolaydır. Cihaz, çeşitli kimyasal reaktiflerin (hidroflorik asit hariç), sıvı yiyecek ve içeceklerin (karbonik asit içeriyorsa, önce hava kabarcıkları giderilmelidir), petrol sıvı ürünlerinin ve diğer çeşitli kimyasal sıvı ürünlerinin yoğunluğunu ölçmek için uygundur. Yetenekli analistler gerektirmez ve ölçüm ortamına bağlı değildir. Sıvıların yoğunluğunu ve çözelti konsantrasyonunu yerinde güvenli bir şekilde ölçmek için en iyi araçtır.
Sıvı Yoğunluk Ölçer Çeşitleri
Yaygın olarak kullanılan sıvı yoğunluk ölçerler ve hidrometreler arasında yüzen yoğunluk ölçerler, statik basınç yoğunluk ölçerler, titreşim yoğunluk ölçerler ve radyoizotop yoğunluk ölçerler bulunur.
1. Yüzdürme Yoğunluk Ölçer
Çalışma prensibi şudur: nesnenin sıvıda aldığı kaldırma kuvveti sıvı yoğunluğuyla ilişkilidir ve sıvı yoğunluğu ne kadar büyükse kaldırma kuvveti de o kadar büyüktür. Ölçülecek numunenin sıcaklığı belirtilirse (örneğin, 25°C), cihaz özgül ağırlık değerini ölçek değeri olarak da kullanabilir. Bu cihazların en basiti, cam hidrometre olarak adlandırılan görsel şamandıra tipi cam hidrometredir.
2. Statik Yoğunluk Ölçer
Çalışma prensibi şu şekildedir: Belirli bir yükseklikteki bir sıvı sütununun statik basıncı, sıvının yoğunluğu ile orantılıdır, dolayısıyla basınç ölçüm cihazı ile ölçülen statik basınç değerine göre sıvının yoğunluğu ölçülebilir.
Diyafram (bkz. Diyafram ve Diyafram) yaygın olarak kullanılan bir basınç ölçüm elemanıdır ve bununla doğrudan numune sıvı kolonunun statik basıncını ölçen bir yoğunluk ölçere diyafram statik basınç yoğunluk ölçeri denir. Yaygın olarak kullanılan bir diğer ürün ise tek tüplü üflemeli yoğunluk ölçerdir. Sıvı kolon basıncının doğrudan ölçümü yerine hava basıncını ölçer. Üfleme tüpünü ölçülecek sıvı yüzeyinin belirli bir derinliğine sokun ve basınçlı hava üfleme tüpü aracılığıyla tüpün altından sürekli olarak kaçacaktır. Bu sırada tüpteki havanın basıncı, o yükseklikteki numune sıvı kolonunun basıncına eşittir ve basınç değeri yoğunluğa dönüştürülebilir.
3. Titreşimli Yoğunluk Ölçer
Temel çalışma prensibi şudur: Bir nesne titreşmek üzere uyarıldığında, titreşim frekansı veya genliği nesnenin kendi kütlesiyle ilişkilidir. Nesneye belirli bir hacimde sıvı örneği doldurulursa, titreşim frekansı veya genliğindeki değişim belirli hacimdeki örnek sıvının kütlesini veya yoğunluğunu yansıtacaktır.
4. Radyoizotop Yoğunluk Ölçer
Alet, radyoaktif bir izotop radyasyon kaynağı ile donatılmıştır. Radyoaktif radyasyonu (v-ışını gibi), test edilen numunenin belirli bir kalınlığından geçtikten sonra radyasyon dedektörü tarafından alınır. Belirli bir kalınlıktaki numune tarafından emilen radyasyon miktarı, numunenin yoğunluğuyla ilişkilidir ve radyasyon dedektörünün sinyali emilim miktarıyla ilişkilidir, böylece numunenin yoğunluğunu yansıtır.
