0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

虹科小课堂|密度测量,你了解多少?

虹科传感器技术 2021-11-19 14:27 次阅读
加入交流群
微信小助手二维码

扫码添加小助手

加入工程师交流群

798a9156-4892-11ec-9a92-dac502259ad0.png

简介

本文章将带你深入了解密度测量的基础知识,你将了解到:密度的物理性质,其常用单位,以及什么是标准密度,什么是比密度。此外还介绍了密度的常用测量方法和这些常用测量方法的比较,必须注意的是,当查找气体的密度时,压强是气体密度的主要决定因素,而液体的密度主要取决于温度。

79ba68c2-4892-11ec-9a92-dac502259ad0.png7a17cbc0-4892-11ec-9a92-dac502259ad0.jpg 

1

什么是密度?

密度是对特定体积内的质量的度量[1],是一种与温度和压力相关的物理性质。密度等于物体的质量除以体积,常用符号ρ表示。国际单位制中的密度单位为:kg/m3(千克/米3),美国的密度单位常以lb/ft3(磅/英尺3)表示,此外,在许多行业也有特定的密度单位,如Oechsle(+Oe奥斯勒,测量果汁糖份重量(含糖量)就可以推断葡萄的成熟程度。一度奥斯勒表示一升葡萄汁比一升水重一克)或Brix度(白利度,饮料内可溶性固体物质质量的百分含量,单位°Bx或%,通常饮料的主要可溶性固体物为白砂糖,故又称糖度。)7aa7bc80-4892-11ec-9a92-dac502259ad0.png       由于物质的热膨胀和可压缩性,物质的密度会受到当前温度和压力的影响。这些变量对密度的影响或大或小,具体取决于物质是固体还是流体。温度和压力对流体的影响程度远高于固体。为了获得精确的密度指示,必须知道相关的温度和压力,尤其是对于流体。 物体的体积和密度会随温度和/或压力的变化而变化,液体的密度主要影响因素是温度,气体的主要影响因素是压强。

2

标准密度与相对密度

标准密度(也称为“参考密度”)表示某种温度或压力下一种物质或多种物质的混合物的密度。这样可以更好地比较不同密度值。下列标准温度tn和压力pn条件在所列行业中经常使用:7b16f51e-4892-11ec-9a92-dac502259ad0.jpg物质或物质混合物的标准密度可以从所谓的密度表中获取。密度表的示例可以下列举例或者其他来源找到: 

酒精:

1973年发布的标准OIML R 22“国际酒精浓度表”(http://www.oiml.org/en)

糖:

标准ICUMSA“密度测定法和表:蔗糖-官方;葡萄糖,果糖和转化糖– ICUMSA官方方法

SPS—4,日期为1998年(http://www.icumsa.org)

水:

PTB公布的Wagenbreth, H. Blanke,W.1968撰写的“国际单位制中的水密度和国际实用温度度”;以及Bettin H. Blanke W.:“引入1990年国际温度标度后,水的密度随温度的变化而变化“

气体:

NIST数据库“ NIST参考流体热力学和传输特性数据库”(http://www.nist.gov)

相对密度是指物质的密度与参考物质的密度在各自规定的条件下之比。符号为d,量纲为“1”,一般参考物质为空气或水7b6f0074-4892-11ec-9a92-dac502259ad0.png

3

物质密度信息的用途:

1

密度是表征物质和物质混合物单位体积内质量的标准值,经常用于物质的分析和合成。密度值可以导出各种参数,通过计算可以得出混合物或化合物组成的成分

2

密度还可用于确定水溶液中成份物质的浓度。混合物中成份物质物质的含量可以用体积百分比,质量分数或物质浓度来表示。

3

混合物或化合物的质量通常由平均摩尔质量确定。平均摩尔质量也可以借助密度来确定,例如用平均摩尔质量来描述天然气。

4

精确测量物质密度的方法:

确定物质密度的设备和测量方法有许多种。目前相对先进的测量方法是使用MEMS芯片,利用谐振器测量物质的密度。与此同时,许多较旧的测量方法,例如气量计(Areometers),比重瓶(Pycnometers)和浮力法(buoyancy)等也仍在使用。

(1)气量计(Areometers):

如图为气量计的模型,气量计常用于液体密度的测量,将这些玻璃浮标放置在液体中并沉入水中,直到测试液体的浮力与气量计的重量达到平衡为止。根据阿基米德原理,可以从浮子的浸入深度得出液体的密度。

7babdddc-4892-11ec-9a92-dac502259ad0.jpg

图1:气量计“1.读数刻度尺 2.浮子 3.沉子”[2]

(2)比重瓶(Pycnometers):

比重瓶可以用来测量固体粉末、液体和微粒的密度, 它通过简单的称重可测得液体的密度和容积所定义的体积。测量步骤和原理如下:

1.测量比重瓶空杯时的质量m1。

2. 测量比重瓶盛满水时的质量m2。

3. 测量比重瓶盛满待测液体时的质量m3

根据测得的质量m1、m2、m3,得待测液体密度为:

7bf4cc9a-4892-11ec-9a92-dac502259ad0.png

7c2bf0e4-4892-11ec-9a92-dac502259ad0.jpg

2:比重瓶“1. 带毛细血管的塞子, 2. 经过磨削处理的活塞, 3. 样品液“[3]

(3)浮力法(buoyancy):

借助浮力的原理,也可以通过测量浮力的大小来测量密度。将沉没体浸入待测液体中,并使用天平测量其浮力。通过将浮力与沉没的体积可以计算出液体的密度。

7c7c4922-4892-11ec-9a92-dac502259ad0.jpg

图3:浮力法测量装置“1.校准器,2.提升装置,3.温度测量仪,4.装有液体的容器,5.提升装置,6.浮力,7.平衡,8.底座“

(4)微机电处理芯片(MEMS Chip)

Ω芯片是一个谐振密度计。在这种方法中,谐振器与各种接触液体同时保持一致的动作,由于振动频率取决于液体的密度。通过测量谐振器的振动频率,可以得到待测液体的密度。

7cb87a64-4892-11ec-9a92-dac502259ad0.jpg

图4:MEMS 芯片“1.薄膜温度传感器,2.狭缝,3.测量通道,4.真空,5.电极接口虹科公司的DLO-M1液体密度传感器,就是应用了这一技术。从而实现了高精度在线测量的功能。

7d2b9f4e-4892-11ec-9a92-dac502259ad0.png

图5:HK-Truedyne DLO-M1 液体密度传感器

5

上述密度测量方法比较

7dcbfcdc-4892-11ec-9a92-dac502259ad0.png  

7e4923c4-4892-11ec-9a92-dac502259ad0.png

7e7ebb1a-4892-11ec-9a92-dac502259ad0.png

往期推荐

7eaf27be-4892-11ec-9a92-dac502259ad0.png

虹科DLO液体密度传感器应用案例:盐水浓度测量

虹科DLO液体密度传感器应用案例:大密度介质测量

虹科小课堂|MEMS技术应用案例介绍

虹科传感器案例:发动机测试人员如何精准把握机油质量?


原文标题:虹科小课堂|密度测量,你了解多少?

文章出处:【微信公众号:虹科传感器技术】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 密度
    +关注

    关注

    0

    文章

    55

    浏览量

    14924
收藏 人收藏
加入交流群
微信小助手二维码

扫码添加小助手

加入工程师交流群

    评论

    相关推荐
    热点推荐

    动态 | 2025年11月精彩回顾

    2025年11月精彩速览——与CiA联合主办CANXL中国路演三城巡演;携手长城汽车举办技术交流日系列workshop;2025Pico免拆诊断技术峰会现场群英集结...下面让
    的头像 发表于 12-01 10:33 523次阅读
    <b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>动态 | 2025年11月精彩回顾

    动态 | ×长城汽车技术交流日圆满落幕!

    11月25日,携手长城汽车在保定·长城技术中心成功举办“X长城汽车技术交流日”系列workshop活动,与长城技术中心的各位工程师共同展望行业发展前景,为双方未来更多的生态合作
    的头像 发表于 11-28 17:07 1795次阅读
    <b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>动态 | <b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>×长城汽车技术交流日圆满落幕!

    峰会 | 峰会 | 倒计时一周!群英集结上海虹桥,邀您共赴盛会!

    11月25日,Pico波形诊断技术峰会即将在上海虹桥·恺畅酒店拉开序幕!这场汇集了全国顶尖波形诊断大师与免拆诊断爱好者们的年终盛会,将会予一场怎样的学习之旅?倒计时一周!
    的头像 发表于 11-19 17:52 1067次阅读
    <b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>峰会 | <b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>峰会 | 倒计时一周!群英集结上海虹桥,<b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>邀您共赴盛会!

    案例 | 矿业数字化转型:owa5X如何赢得日立Wenco信任?

    owa5X用于采矿业的远程信息处理方案矿业数字化转型不仅是技术升级,更是一场信任构建的历程。选择何种技术伙伴,如何确保系统在恶劣环境下稳定可靠,是每一个矿业企业决策者必须审慎考虑的问题。在这
    的头像 发表于 11-18 17:03 385次阅读
    <b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>案例 | 矿业数字化转型:<b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>owa5X如何赢得日立Wenco信任?

    智能制造新升级 | 看CEO陈秋苑揭秘如何全流程赋能?

    10月30日,CEO陈秋苑受工控兄弟连邀请,出席在深圳国际电子元器件及物料采购展览会(ESSHOW)同期举办的“电子产业智能制造高质量发展论坛”,并发表主题演讲《从元件到系统:
    的头像 发表于 11-05 18:07 523次阅读
    智能制造新升级 | 看CEO陈秋苑揭秘<b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>如何全流程赋能?

    动态 | 2025年10月精彩回顾

    2025年10月精彩速览——出席2025上海国际嵌入式会议并发表演讲;自研HK-CoreTest车载总线测试软件首发上线;多场技术直播圆满收官...下面让我们一起回顾10月的
    的头像 发表于 11-01 09:02 872次阅读
    <b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>动态 | 2025年10月精彩回顾

    打破汽车动态测量困局, OMS光学传感器重塑汽车测试精度标杆

    科技应用对数据精度、可靠性与便捷性的严苛要求。OMS 7光学传感器将先进光学感知系统与高精度惯性测量单元深度融合,带来从底层原理到应用体验的彻底革新。
    的头像 发表于 10-30 11:38 148次阅读
    打破汽车动态<b class='flag-5'>测量</b>困局, <b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>OMS光学传感器重塑汽车测试精度标杆

    分享 | 打破汽车动态测量困局, OMS光学传感器重塑汽车测试精度标杆

    技术瓶颈已难以满足前沿科技应用对数据精度、可靠性与便捷性的严苛要求。OMS7光学传感器将先进光学感知系统与高精度惯性测量单元深度融合,带来从底层原理到应用体验
    的头像 发表于 10-24 17:48 298次阅读
    <b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>分享 | 打破汽车动态<b class='flag-5'>测量</b>困局, <b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>OMS光学传感器重塑汽车测试精度标杆

    动态 | 2025年9月精彩回顾

    2025年9月精彩速览——携高新技术方案亮相上海工博会、深圳光博会;集团三家企业入选广州市2025年创新型中小企业名单;宏集Web物联网HMI荣获CEC2025年度编辑推荐奖...下面让我们一起
    的头像 发表于 09-30 17:57 3424次阅读
    <b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>动态 | 2025年9月精彩回顾

    方案 | 数据不缺位,监控不滞后:车辆信息远程监控系统

    引言在智能网联与电动化推进中,车队管理、远程诊断和智能驾驶常被这些问题困扰:多车型数据采集要反复适配、网络波动时数据丢了难追溯、原始数据看不懂没法用...车辆信息远程监控系统,用「即插即用+数据
    的头像 发表于 09-18 17:33 662次阅读
    <b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>方案 | 数据不缺位,监控不滞后:<b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>车辆信息远程监控系统

    动态 | 2025年8月精彩回顾

    2025年8月精彩速览——携高新技术方案亮相上海汽车测试展;成功举办汽车×AI×机器人技术融合研讨会、LIN总线线下专场培训;荣获2025中国工业自动化与数字化行业年度评选「优秀产品奖
    的头像 发表于 09-02 10:13 664次阅读
    <b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>动态 | 2025年8月精彩回顾

    分享 | 赋能现代化矿业:Owasys坚固型车载通信终端方案

    导读在采矿行业,设备运行环境极端恶劣——高温、严寒、粉尘、震动、冲击无处不在。确保关键设备(如矿用卡车、挖掘机、钻机等)的可靠通信、精准定位与高效管理,是保障矿山安全运营和提升生产力的核心挑战。Owasys专为采矿行业设计的坚固型车载通信终端——
    的头像 发表于 06-24 17:04 430次阅读
    <b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>分享 | 赋能现代化矿业:<b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>Owasys坚固型车载通信终端方案

    活动 | 广州示波器诊断体验交流日圆满落幕!NVH专场即将上线!

    与内容?不妨先跟随我们的镜头,一起看看上周的交流日现场,有哪些新奇有趣的体验吧!Pico产品展示这里有Pico全系列产品展示,感兴
    的头像 发表于 04-23 11:56 725次阅读
    <b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>活动 | 广州示波器诊断体验交流日圆满落幕!NVH专场即将上线!

    直播回放 | IO-Link技术概述与IO-Link OEM

    「一站式通讯解决方案」系列直播第1期圆满落幕!本期主题为「IO-Link技术概述与IO-LinkOEM」感谢各位朋友的热情参与!本期直播中
    的头像 发表于 02-19 17:34 1152次阅读
    <b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>直播回放 | IO-Link技术概述与<b class='flag-5'>虹</b><b class='flag-5'>科</b>IO-Link OEM

    电子12月事件回顾

    2024年12月,及其姐妹公司与多家国际知名企业建立了正式的合作伙伴关系,同时通过一系列行业直播和培训课程,向广大观众展示了最新的技术趋势和应用案例。
    的头像 发表于 12-31 16:25 922次阅读