U型管振蕩法密度計振蕩管法的原理

1 工作原理

振蕩管法的原理是：利用基于電磁引發(fā)的玻璃U型管的振蕩頻率（見圖1），即利用一塊磁鐵固定在U型玻璃測量管上，由振蕩器使其產(chǎn)生振動，玻璃管的振動周期將被振動傳感器測量得到。每一個U型玻璃管都有其特征頻率或按固有頻率振動。當玻璃管內(nèi)充滿物體后其頻率會發(fā)生變化，不同的物質(zhì)頻率變化會有所不同，其頻率為管內(nèi)填充物質(zhì)質(zhì)量的函數(shù)。當物質(zhì)的質(zhì)量增加時其頻率會降低，即振動周期T增加。測量時選擇某些物質(zhì)作為標準物質(zhì)，測量頻率后通過被測物質(zhì)與標準物質(zhì)之間振蕩頻率的差值計算出被測物質(zhì)的密度值。

在振動中一個完整的來回變化是一個振動周期T（見圖2）。每秒振動周期數(shù)即為頻率f。

振動周期可由下式得出：

式中：ρ：測量管中樣品的密度（g/cm³）

V_C：樣品體積（U型玻璃管容積）（cm³）                     

m_C：U型玻璃測量管的質(zhì)量（g）                     

K ：測量管的常數(shù)（g/s²）

可得出：  

即由此可看出密度ρ和振動周期T的關(guān)系。

由于玻璃測量管的容積和質(zhì)量是可以測量出來的。每一個玻璃管的質(zhì)量不同，所以需要每次測量前進行測定。測量管的系數(shù)可由測定兩個已知密度的物質(zhì)的振動周期T來計算得到，如利用干燥空氣（ρ₂₀=0.00120g/cm³； P=1013.25hPa）和水（ρ₂₀=0.9982g/cm³）作為標準物質(zhì)。

式中：ρ_A ：空氣的密度（g/m³）

ρ_w ：純水的密度（g/m³）

T_A ： 測得的空氣的振動周期（s）

T_W： 測得的純水的振動周期（s）

則：F（T_A²-T_S²）=   ρ_A-ρ_S                     

得到：ρ_S=ρ_A- F（T_A²-T_S²）

U 型震蕩管密度計測量的優(yōu)點：

1：自動化集成，實現(xiàn)一鍵測定功能；

2：內(nèi)置帕爾貼控溫，提高精度和穩(wěn)定性；

3：高清視頻避免氣泡影響；

4: 可通過打印機直接打印數(shù)據(jù)；

5: 符合21CFR Part 11、審計追蹤、藥典及電子簽名。