实验室称量应用

广州佰微仪器科技有限公司

密度测定

样品的测量密度是原材料和成品的一个重要质量参数。有很多技术均可实现固体、粘性和液体材料的准确密度测定，如金属、塑料、化学品、润滑剂和食品。

用于质量控制的密度

密度的变化表明存在原材料变化，可能会对最终产品的功能或质量产生不利影响。原材料密度测定可用于确认材料的纯度。如果一种物质参杂了更廉价的替代品，则复合材料的测量密度将与纯正物质不同。

密度可用于确保同质性。如果生产的零件不是同质的，强度和抗裂性等关键性能属性则可能受影响。例如，如果内部存在一个很小的气泡，则在受压之后有可能最终导致零件发生故障。零件随机采样是一种简单且成本高效的持续监测质量的方式。

为什么准确称量至关重要

实验室常用的重量法密度测定有浮力法、位移法和比重瓶法。

最常用的浮力法使用的是阿基米德原理：浸入流体内的物体所损耗的重量等于其取代的流体的重量。这个古老的原理起源于公元前约200年，到现在仍然精确用于以重量法测定密度。因此，准确的密度测定很大程度上取决于准确的重量值。

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密度测定的工作流程

浮力法 – 实践中的阿基米德原理

阿基米德原理指出，部分或完全沉浸在流体中的物体会受到向上的浮力。这种浮力的大小等于该物体取代的流体的重量。

首先在空气(A)中称量固体，然后在已知密度的辅助液体(B)中称量。固体的密度ρ可以按照以下方式计算：

Calculation formula for density in solid sample

ρ = 样品的密度

A = 样品在空气中的质量

B = 样品在辅助液体中的质量

ρ₀ = 辅助液体的密度

ρ_L = 空气密度

必须考虑液体的温度，因为每°C可能会导致0.001到0.1数量级的密度变化，
这种影响会在结果小数点后第三位看到。

	重量法，浮力法	重量法，位移法	比重瓶	数字密度计
方法	辅助液体烧杯位于平台上或天平下方。	辅助液体烧杯位于天平上。	指定容量的玻璃烧杯。	振荡管技术
适用范围	固体液体（带玻璃沉子）	膏状物质（带伽马射线球）液体（带玻璃沉子）固体	液体，分散粉末细粒	液体气体
优点	流程快捷灵活的样品尺寸称量仪器已经可用	流程快捷称量仪器已经可用	准确方法称量仪器已经可用	流程快捷通过Peltier元件精确温度控制自动密度测定样品量少
缺点	温度灵敏性样品必须小心浸入不得混入气泡	温度灵敏性需要大量样品	温度灵敏性劳动密集型耗费时间不得混入气泡	粘性样品需要粘度修正（现代仪器中可用）。