u型管原理 U型振荡法密度计的工作原理

电子液体密度计的密度是液体或气体的固有特征参数之一，即每单位体积所含物质的质量，其单位为千克/立方米或克/立方厘米。液体密度测量在计量、科学研究和工业生产中具有重要意义。蠕动泵的工作原理就像用手指挤压一根装满液体的软管，随着手指向前滑动，管内的液体向前运动。蠕动泵也是这个原理，只是滚轮代替了手指。蠕动泵特点:无污染:流体只接触泵管，不接触泵体。高精度:重复性精度，高、低稳定性精度。剪切力:是输送剪切敏感、侵蚀性流体的理想工具。密封性能好:自吸能力好，可旋转空，可防止回流。维护简单:无阀无密封的U型振荡管法表明，振荡管振荡周期的平方与管内填充的液体样品密度成正比。

U型振荡管的设计原理就是基于此，计算公式如下:ρ= a×p2-bρ-密度；p期(振荡期)；a，b——u型管的常数，与u型管的质量和体积有关。U型振荡管法优点:测量真密度:不受空浮力和重力影响；高精度:不受人为因素影响；小样本注射:每次仅0.1 ~ 1毫升；快速测量速度:每次仅1 ~ 5分钟；特别适合实验室和在线测量，便于恒温控制。珀尔帖内置恒温和温度传感器:不需要外部温度控制装置

U形振荡管测量液体密度的原理

振动管法用于测量物质的密度。介绍了物质的振动频率与密度有关，物质的实际密度是由被测物质与参考标准物质的频率差计算出来的。振动管法测量精度高。

关键词:物质密度，振荡法，频率，密度主要用于测量，密度是在规定温度下单位体积所含物质的质量数[1]，m(kg/m3或g/

振荡管法测量材料密度

本文介绍了玻璃U形管的电磁振荡。管内不同物质的振动频率不同，物质的振动频率与密度有关。物质的实际密度可以通过被测物质与参考标准物质的频率差来计算。采用振荡管法，样品消耗少，测量精度高，可达0.0001 g/cm3甚至更高。关键词:材料密度，振荡方式，频率

前言

在有机化合物的分析和测试中，密度作为被测物质的物理常数之一，主要用于测量，

成本核算。密度是在特定温度下单位体积所含物质的质量数，即质量(m)与体积(v)之比。

ρ=m (kg/m3或g/cm3) V的液体产品密度的测量方法主要有密度计法、韦氏天平法和密度瓶法。是的，很容易摆动

只有密度瓶法可以用于油品和有机溶剂[2]。

在大多数情况下，密度计法通常用于测量液体物质的密度。但用密度计法测量时，测量筒内样品的温度会发生变化，人工目视密度计时容易出现较大偏差，导致测量结果误差较大。

密度瓶法是唯一能准确测量物质密度的方法。它需要与天平一起使用，以测量已知精确体积的样品质量。样品的密度可以通过质量除以体积得到。但是如果在空气体中测量，周围空气体造成的质量损失往往会被忽略，在测量中会出现一些误差。精确测量必须在真实空环境下进行，这在实践中无法实现[3]。

目前，一种新的、更科学的测量方法正被广泛应用于液体物质和气体的密度测量，即振荡管法。自上世纪七八十年代以来，由于其实用性、可靠性、高精度和高测量精度，已被广泛应用于饮料食品、石油化工、检验检疫、计量校准等各个分析领域。

1工作原理

振荡管法的原理是利用基于电磁感应的玻璃U型管的振荡频率(见图1)，即在U型玻璃测量管上固定一块磁铁，由振荡器振动，玻璃管的振动周期将由振动传感器测量。每个U型玻璃管都有自己的特征频率或以其固有频率振动。玻璃管充满物体时，其频率会发生变化，不同材料的频率变化也会不同，这是管内填充材料质量的函数。当物质质量增加时，其频率会降低，即振动周期t增加。测量时选择一些物质作为标准物质，通过测量频率后被测物质与标准物质的振荡频率之差计算出被测物质的密度值。

图1振动管示意图

振动的完全前后变化是振动周期t(见图2)。频率f是每秒振动周期数。

1f？(S-1)

t振动周期可通过以下公式获得:

T=2π？VC？巨肌酸激酶

其中:ρ:测量管中样品的密度(克/立方厘米)

VC:样品体积(U形玻璃管体积)(cm3)MC:U形玻璃测量管质量(g) K:测量管常数(g/s2)

图2振动图

可以得出，ρ=K2mCT- 24？VCVC 2

即我们可以看到密度ρ与振动周期T的关系..

可以测量玻璃测量管的体积和质量。每个玻璃管的质量不同，所以每次测量前都需要测量。测量管的系数可以通过测量两种已知密度物质的振动周期t来计算，例如用干空气体(ρ为标准物质。

F =其中:ρA20 = 0.00120克/厘米

3;P=1013.25hPa)和水(ρ20=0.9982g/cm3)K？a？？W=24？2VCTA？TC2W

:空气体密度(g/m3)

ρw:纯水的密度(g/m3)

TA:空气体实测振动周期TW:纯水实测振动周期

然后:F(TA2-TS2)= ρA-ρ

S取:ρS=ρA- F(TA2-TS2)

2温度控制对测量结果的影响

密度与测量温度有关，所以测量时必须指定测量温度。由于目前使用的U型玻璃管体积有限(1~3ml)，为了得到准确的结果，需要对温度进行精确的测量和控制。但在测量过程中，玻璃管不断振动，玻璃管体积太小，无法直接测量样品温度。因此，采用一种近似的方法来测量三个不同点的温度，这三个点分别测量加热元件、U形管和环境温度。见图3:样品的实际温度由仪器内部的微处理系统根据专门的计算公式计算得出。在加热元件的温度与输入仪器的设定温度进行比较之后，温度控制器根据两者之间的差异来控制珀尔帖元件，并相应地调节恒温槽的温度。

主要技术参数

1.密度计的密度测量范围和精度:

仪器型号密度测量范围密度分辨率密度精度

XF-MD01 0 ~ 1.999g/cm3 0.001g/cm3 0.001g/cm3

XF-MD08 0 ~ 1.999g/cm3 0.001g/cm3 0.0008g/cm3

XF-MD05 0 ~ 1.999g/cm3 0.001g/cm3 0.0005g/cm3

注意:如果有特殊参数的浓度计，如硫酸浓度计，可以单独定制。

2.进样量:每次进样约2ml(自动进样和手动进样)；

3.环境温度:5℃~ 35℃；

4.温控功能:保持被测样品恒定在20±0.1℃

5.数据存储容量:最多80组数据，密度值或浓度值；

6.电源:220V 22V，50Hz 1Hz，50VA。

7.自动校准:用20℃的纯水校准

产品特性:

1.恒温控制:由于液体密度受温度影响较大，所以实时温度下检测到的液体密度应转换为20℃时的液体密度。仪器由恒温槽控制，传感器及其部件和样品液密封在恒温槽中。振荡管(样品液)的温度由温度传感器检测，电子元件由单片机控制冷却或加热，保证恒温槽内温度稳定在20℃±0.1℃以内。这不仅解决了转换带来的麻烦和误差，而且保证了仪器的测量精度、稳定性和重复性(恒温值可根据用户要求定制)。

2.直接显示液体在20℃时的密度值，按温度显示:用单片机检测传感器的振荡频率，利用传感器频率与液体密度关系的数学模型得到液体的密度值，然后进行浮点运算，这样在运算过程中不会因为运算位数不足而产生额外的误差，可以保证测量结果的准确性。单片机计算的密度值以五位数显示，有温度显示窗口。

3.自动取样:采用单片机控制步进电机驱动蠕动泵吸取样品，提高了产品的自动化程度

4.无挂壁处理:液体在流动过程中会在振荡管内壁留下残液，影响测量精度。因此，振荡管内壁的免挂壁处理可以避免振荡管内壁的残液，保证仪器的精度。

5.耐酸碱管道:所有与液体直接接触的管道均为进口耐酸碱管道，确保仪器能测量酸碱溶液。

6.数据存储和传输:内置内存芯片，可存储80组测试数据，可回调和删除。可根据用户要求(定制)通过232接口与电脑连接。

7.辅助功能:可以直接读取20℃时的液体密度，也可以通过转换键读取20℃时酒精溶液的酒精含量。特殊物理量(如硫酸浓度等。)也可以根据用户需要用专门的软件进行测量。

8.校准功能:仪器长时间不用会漂移。该仪器可以用20℃的纯水作为标准对仪器进行校准，这是玻璃密度计无法实现的功能。

产品优势:

1.测量范围广:一台仪器可直接测量0~1999.99kg/m3密度范围内的液体密度。

2.综合误差小:由于减少了许多误差因素，仪器的综合误差也就减少了。

3.工作量小:由于没有转换等工作，工作量减少。

4.节约资源:每次采样量仅为2ml，减少了样品溶液资源的浪费。

5.自动化程度高:蠕动泵自动取样并自我校准。

6.性价比高:质量堪比国外同类产品，价格仅为国外同类产品的八分之一。

测试程序:进水泵抽吸法

测量将进液管插入液体样品中，按下“取样”键，样品液体将被进液泵吸入振动筒。每次按采样键，定量吸入几毫升样品溶液。为了读数准确，避免待测样品溶液挂在墙上残留，可以交替间歇注入新的样品溶液和空气体，利用液体和空气体之间的表面张力取出残留溶液，然后进行测试。

自动清洗:清洗步骤

(1)挂上吸管空，按住“清洁”键，排出振动筒内的液体。

(2)用适当的清洗液清洗振动筒，直到振动筒内看不到残留物，并将管道内的清洗液完全排出