Содержание

с.

Введение 4

1 Общая часть 7

1.1 Описание цифрового измерителя плотности 8

1.2 Принцип действия цифрового измерителя плотности 11

2 Специальная часть 13

Таблица 1 — Технические характеристики цифрового измерителя плотности 14

2.1 Нормативные документы 15

2.2 Принципиальная схема цифрового измерителя плотности 16

2.3 Структурная схема цифрового измерителя плотности 20

3 Проектирование 23

3.1 Краткое описание программной среды проектирования 23

3.2 Реализация основных алгоритмов в среде проектирования 24

Введение

Плотномеры представляют собой автоматические приборы, обеспечивающие измерение плотности жидких образцов. Принцип действия плотномеров основан на измерении частоты колебаний U-образной измерительной трубки, вызываемых электромагнитным генератором. Под воздействием возбуждающего поля пустая измерительная трубка колеблется с собственной частотой, а при заполнении трубки исследуемым веществом частота колебаний изменяется в зависимости от массы (плотности) исследуемого вещества. Подобно маятнику, чем больше плотность образца, а значит и его масса, заключенная в трубке, тем ниже частота колебаний. Для пересчета частоты колебаний в цифровое значение плотности используются данные предварительной калибровки.

Поскольку плотность сильно зависит от температуры, для исключения этого влияния на результат измерительная трубка термостатируется. Поддержание температуры осуществляется электронным термостатом, встроенным в прибор. Стандартная температура измерения плотности жидкостей составляет 20 °C.

Частота собственных колебаний трубки зависит от её конструктивных особенностей и определяется в процессе калибровки при заполнении её веществом с известной плотностью. Калибровка плотномеров производится по результатам измерения частоты колебания измерительной трубки на двух стандартных веществах – сухой воздух и бидистиллированная дегазированная вода. Результаты калибровки сохраняются в памяти прибора до следующей калибровки. В настоящее время при анализе жидких образцов повсеместно переходят с ручных методов на использование цифровых приборов. Главная причина – более высокая скорость и точность инструментальных методов анализа, а также большая безопасность при работе с токсичными и легковоспламеняющимися образцами.

Anton Paar Компания Anton Paar производит высокоточные лабораторные приборы для самых разнообразных задач и бюджетов от таких, как портативный переносной плотномер DMA 35n, до высококлассных приборов DMA 5000 с разрешением 0,000001 г/см3 для R&D.

Все началось в 1967 Anton Paar выпустил первый цифровой плотномер с осциллирующей U-образной трубкой, что стало поворотным моментом: плотномеры заменили старые гидрометры и пикнометры. Ганс Штабингер и Ганс Леопольд, известные австрийские ученые, разработали принцип и создали прототип, а Ульрих Сантнер, глава компании Anton Paar, наладил производство: так появился первый плотномер DMA.

С тех пор, Anton Paar получил репутацию надежного партнера в промышленных и научных исследованиях. Компания продолжила фокусироваться на разработке новых высокоточных и надежных приборов, что сделало ее мировым лидером в области определения плотности и концентрации. Одновременно с этим произошел быстрый рост продаж и развитие сервисной базы. Революционная инновация 1967 года сделала компанию Anton Paar ведущим производителем цифровых плотномеров. Будьте уверены, вы работаете с лидером рынка.

1 Общая часть

Существует бесчисленное количество методов контроля качества. Определение плотности - один из наиболее простых, быстрых и точных. Для него требуется малое количество образца, он не изменяет состав композиции и не требует дополнительных веществ. Определяя плотность вы получаете точные значения концентрации от 0 до 100% , что позволяет быть уверенным в первоклассном качестве продукта.

Плотность – скалярная физическая величина, определяемая как отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму или площади (поверхностная плотность). Более строгое определение плотности требует уточнение формулировки:

– средняя плотность тела - отношение массы тела к его объёму. Для однородного тела она также называется просто плотностью тела;

– плотность вещества - это плотность тел, состоящих из этого вещества;

– плотность тела в точке - это предел отношения массы малой части тела (m), содержащей эту точку, к объёму этой малой части (V), когда этот объём стремится к нулю, или, записывая кратко,  . При таком предельном переходе необходимо помнить, что на атомарном уровне любое тело неоднородно, поэтому необходимо остановиться на объёме, соответствующем используемой физической модели;

– исходя из определения плотности, её размерность кг/м³ в системе СИ и в г/см³ в системе СГС.

Для сыпучих и пористых тел различают:

– истинную плотность, определяемую без учёта пустот;

– удельную (кажущуюся) плотность, рассчитываемую как отношение массы вещества ко всему занимаемому им объёму.

Истинную плотность из кажущейся получают с помощью величины коэффициента пористости - доли объёма пустот в занимаемом объёме.

Как правило, при уменьшении температуры плотность увеличивается, хотя встречаются вещества, чья плотность ведёт себя иначе, например, вода, бронза и чугун. Так, плотность воды имеет максимальное значение при 4 °C и уменьшается как с повышением, так и с понижением температуры относительно этого числа.

При изменении агрегатного состояния плотность вещества меняется скачкообразно: плотность растёт при переходе из газообразного состояния в жидкое и при затвердевании жидкости. Вода, кремний, германий и некоторые другие вещества являются исключениями из данного правила, т.к. их плотность при переходе в твердую фазу уменьшается.

Для измерения плотности используются:

– пикнометр - прибор для измерения истинной плотности;

– ареометр (денсиметр, плотномер) - измеритель плотности жидкостей;

– бур Качинского и бур Зайдельмана - приборы для измерения плотности почвы;

– вибрационный плотномер - прибор для измерения плотности жидкости и газа под давлением.