16 Приборы для измерения объёма и плотности жидкого груза, способы определения плотности груза

Для определения плотности жидких грузов применяют ареометры, гидростатические весы и пикнометры. При изменении температуры жидкого груза его плотность, т/м3, может быть определена по следующей формуле:

,

где ∆ – средняя температурная поправка, т/(м3°С); t – температура жидкости, при которой определяется плотность, °С.

Значения средней температурной поправки приведены в стандартах, например в ГОСТ 3900-85.

Ареометр — прибор для измерения плотности жидкостей, принцип работы которого основан на Законе Архимеда. Обычно представляет собой стеклянную трубку, нижняя часть которой при калибровке заполняется дробью или ртутью для достижения необходимой массы. В верхней, узкой части находится шкала, которая проградуирована в значениях плотности раствора иликонцентрации растворенного вещества. Плотность раствора равняется отношению массы ареометра к объему, на который он погружается в жидкость. Соответственно, различают ареометры постоянного объёма и ареометры постоянной массы.

• Для измерения плотности жидкости ареометром постоянной массы сухой и чистый ареометр помещают в сосуд с этой жидкостью так, чтобы он свободно плавал в нем. Значения плотности считывают по шкале ареометра, по нижнему краю мениска.

Пикно́метр (от др.-греч. πυκνός — «плотный» и μετρέω — «измеряю») —физикохимический прибор, стеклянный сосуд специальной формы и определённой вместимости, применяемый для измерения плотности веществ, в газообразном, жидком и твёрдом состояниях. Измерение плотности пикнометром основано на взвешивании находящегося в нём вещества (обычно в жидком состоянии), заполняющего пикнометр до метки на горловине или до верхнего края капилляра, что соответствует номинальной вместимости пикнометра. Измерения объёма значительно упрощаются, если вместо одной метки у пикнометра имеется шкала. Очень удобен в работе пикнометр с боковой капиллярной трубкой, у которой пробкой служит тело термометра. Плотность твёрдых тел определяют, погружая их в пикнометр с жидкостью. Для измерения плотности газов применяют пикнометр специальной формы (шаровидные и др.).

Гидростатические весы

Это обыкновенные весы, приспособленные для взвешивания данного тела не только в воздухе, но и в воде или в другой жидкости. Служат они для определения плотности или удельного веса как твердого, так и жидкого тела. Особенность их только та, что под чашкой у них имеется крючок, к которому подвешивается помощью тонкой проволоки или волоска испытуемое тело, погруженное в воду.

Методы измерения плотности жидкости

В настоящее время существуют различные методы измерения плотности жидкости. Главным образом их можно разделить на две основные группы — косвенные и прямые.

Наиболее известные косвенные методы измерения — это пикнометрический метод и метод гидростатического взвешивания. Оба метода очень похожи — определяется масса и объём жидкости, после чего математическим расчетом определяется плотность жидкости. Их отличия лишь в выборе эталона. Для пикнометрического метода эталоном является сам пикнометр, а для гидростатического взвешивания это твёрдое тело с известной массой и объёмом.

Сами по себе, косвенные методы определения плотности являются трудоёмкими и менее точными (если, у вас нет дорогостоящего высокоточного оборудования), чем прямые.

В наше время очень популярными являются такие средства измерения, как плотномер или денсиметр, в которых уже реализованы прямые и косвенные методы измерения плотности жидкости. Применение данных приборов не требует предварительного определения массы и объёма жидкости, и дальнейшего их пересчёта в плотность.

Например, плотномер ультразвуковой использует зависимость распространения скорости звука в жидкости от ее плотности. Частота колебаний выходного сигнала такого плотномера обычно составляет около 3МГц. По этой причине плотномер ультразвуковой можно отнести к классу высокочастотные плотномеры.

Прямой метод. Представителями гидростатического взвешивания являются гидростатические плотномеры. Гидростатические плотномеры измеряют давление жидкости при помощи датчика давления, после чего преобразуют их в плотность. К данному методу можно также отнести плотномер весовой (DenDi), у которого на тензометрической балке измеряют твёрдое тело в воздухе, а затем в жидкости, для которой необходимо найти плотность. Определив массу твёрдого тела в разных средах, плотномер весовой при помощи алгоритма определяет плотность жидкости.