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比重瓶测试法

定义：

    比重瓶是一个能准确测定玻璃或金属容器体积的设备。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。应用比重瓶的已知容积可测定粉末、液体、微粒的密度。
原理：
    液体、粉末，分散剂等流动物质的密度测量，简单的测定方法：是将样品放入已知体积的容器内称重量。密度能容易地根据ρ= m/V被求得。
    比重瓶使用于不同的应用领域有不同的形状和标准。在测量期间，所有称重的操作在恒温下进行是更加适合的。应用比重瓶测定更加重要条件是在液体或微粒样品之间，不允许存在任何空气。
 
概述：
    比重瓶对测定粉末、微粒密度是非常准确的测试方法。由于粉末和微粒有分散、飘浮和流动的特性，使用浮力和置换法无法求得准确的数据。虽然使用比重瓶量测材料的密度比采用浮力和置换法费时，但由于准确度高所以普遍被采用。
测定粉末或微粒的体积，通常为了避免执行多次称重的操作，一般使用已知密度的液体做为辅助媒介。
ρs＝m s/Vs
水分测定仪
 
V glass
m 1fl
ρfl
 
 
水分测定仪
 
V fl  m 2fl  ρfl
Vs  m s  ρs
 
 
比重瓶和样品表示：                                        
粉末样品的体积Vs可由下列演算求得：
V s = V glass － v fl 
 
演算步骤如下：
1、将比重瓶完全充满液体并且测定比重瓶第一次液体的重量m 1fl。一旦这值被确定，比重瓶Vglass的体积就知道。  
　　 Vglass＝m 1fl/ρfl
2、其次(比重瓶被倒空，被清洗，并且在需求的温度给予烘干之后)比重瓶被填装大约2/3的样品材料，这是粉末产生的重量 ms。
3、用液体填装比重瓶其余的部分至满而再一次称重，哪是样品与液体的混合重量m (fl+s)。
4、第二次液体的重量 m2fl 能由下式给予计算
　  m2 fl = m (fl + s) －m s 
　　产生液体的体积Vfl，在比重瓶填装水或液体
    Vfl＝m2 fl/ρfl
       ＝(m (fl + s) －m s)/ ρfl
　粉末样品的体积Vs是经由总体积Vglass和液体Vfl的体积之间不同所产生。
　Vs＝V glass－V fl
  Vs＝(m1 fl/ρfl)－((m (fl + s) －m s) / ρfl)
又原始的公式ρs = m s/Vs，体积Vs导致以下的转换式：
  ρs = m s/Vs
  ρs＝(ρfl× ms)/ (m1 fl－m (fl + s) ＋m s)  or
  ρs＝(ρfl× ms)/ (m1fl＋ms －m (fl + s) )
m1fl在比重瓶完全地填装液体的液体重量
ms样品材料的重量
m(fl + s)比重瓶内样品和液体一起的重量
 
比重瓶测试法摘要:
    比重瓶的材质可以是玻璃或金属容器，是一个能准确地测定容积的设备。比重瓶使用于不同的应用领域有不同的形状和标准。
    比重瓶测试法是通过简单的称重，加上特殊软件的演算求得比重瓶容积所定义的体积。是测定粉体、颗粒、液体密度更加佳的测试法。在测量期间，所有称重的操作在恒温下进行是更加适合的。在液体或微粒样品之间，不存在任何空气是重要的条件。
    比重瓶法是测定粉末密度非常准确的测试方法，因为粉末的微粒和分散有恶劣的流动特性。
    比重瓶的玻璃在不同温度下会产生胀缩现象，水在不同温度下的密度比重也各不相同。因此比重瓶盛装纯水至一定标记处的总重量随温度而异，故比重瓶务必进行校正。
 
比重瓶热膨胀性的校正：
　　 如果试验温度超过已知比重瓶容积相对应的温度5℃，则密度应因比重瓶容积的改变进行校正。
在试验条件下，通过式(B.1)来计算比重瓶的容积Vt,以毫升(mL)表示，计算涉及5个重要的参数。
水分测定仪
 
 
 
式中：
VC——在校正温度tC下比重瓶的体积，单位为毫升(mL)；
tT——试验温度，单位为摄氏度(℃)；
tC——校正温度，单位为摄氏度(℃)；
γP——体积膨胀系数，摄氏度的倒数（℃-1），它与比重瓶的材料有关（见表B.1）。
表1 不同材料比重瓶的热膨胀系数γP

材料

热膨胀系数γP/℃-1

硼硅玻璃

10×10-6 

碱石灰玻璃

25×10-6

奥氏体不锈钢

48×10-6

铅锌合金（黄铜）

54×10-6[是CuZn37(Ms63)的值]

铝

69×10-6

 

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