Измерение плотности в технике

Количество массы вещества в единице занимаемого объёма называется плотностью. Единица плотности кг/м.3 Для измерения плотности применяются приборы, которые называются плотномерами. Методы измерения плотности жидкости подразделяются :

Ареометрический
Приборы измерения этим способом основаны на :
1. Мере погружения поплавка.
2. Измерении силы, выталкивающей погружённый поплавок.
3. Измерении угла поворота несимметричного поплавка.

Весовой
Приборы измерения этим способом основаны на измерении массы определённого объёма.
Вибрационный .
1. Измеряется частота резонанса объёма среды.
2. Измеряется частота резонанса камертона в среде.

Силовой 
Измеряется разность сил действующих на датчики.
Гидростатический ( пьезометрический).
1.Измеряется давление на чувствительные элементы погружённые в жидкость.
2. Измеряется давление жидкости или газа в питательных трубках.
3. Измеряются уровни жидкости в сообщающихся сосудах.

Акустический
1. Измеряется скорость распространения ультразвуковых волн в среде.
2. Измеряется величина поглощения ультразвуковых волн средой.

Тепловой
Измеряется температура депрессии при изменении количества тепла подводимого к жидкости.

Электрический и магнитный
1.Измеряется электропроводимость среды.
2.Измеряется диэлектрическая проницаемость.
3.Измеряется поглощение электромагнитных волн.

Оптический
1.Измеряется коэффициент рефракции в среде.
2.Измеряется коэффициент поляризации.

Атомно-ядерный
1. Измеряется поглощение излучения в веществе.
2. Измеряется рассеяние излучения в среде.

Существующие датчики всех этих способов выдают нормализованный унифицированный сигнал , который через преобразователь подаётся на показывающий прибор или в схему управления с обратной связью. Точность приборов для измерения плотности выбирается в зависимости от параметров технологического процесса. Датчики могут выполняться в химостойком и термостойком исполнении. Плотности измеряемых сред могут достигать 1800-2000 кг/м3.

Для измерения плотности вещества однородного тела. Объём которого практически невозможно найти измерением габаритов, можно применить закон Архимеда.

Тело взвешивают на весах –первый раз на весах, как обычно, второй раз—при погружении тела в жидкость с плотностью ρ.
Для воды ρ = 1. Вес от первого взвешивания G=ρgV где ρ –плотность тела, V – его объём, g- ускорение свободного падения.
При втором взвешивании получаем вес G1 – это разность между весом G и выталкивающей силой F:
G1=G –F формула 1
По закону Архимеда F=ρgV . Заменим V на G/ρg ,тогда получим
F ρ0/ρ)G . Подставив это в формулу 1, получим G1=G-(ρ0/ρ)G ,
следовательно ρ=ρ0G/(G-G1)—это и есть средняя плотность тела.
Миф о короне древнегреческого царя Гиерона и о том, как Архимед определил, что корона не из чистого золота, находит своё подтверждение в этом несложном подсчёте.

Для сыпучих материалов применяется понятие насыпного или объёмного веса. Необходимо учитывать физико-химические и механические свойства материалов (гранулометрический состав, влажность, объёмный вес, угол естественного откоса, абразивность,  слёживаемость).

Сыпучие материалы бывают:  пылевидные, порошкообразные, мелкозернистые, крупнозернистые, мелкокусковые, среднекусковые, крупнокусковые. Объёмным весом сыпучего материала называется вес занимаемого им объёма. Он выражается в т/м3 или в кг/м3.

Удельный вес или плотность сыпучего материала – это отношение веса составляющих его твёрдых частиц, высушенных при температуре 100-105ºС до постоянного веса, к объёму вытесняемой ими воды.

Где же такое скурпулезное измерение плотности может пригодиться нам в туризме — конечно же в составлении раскладки и распределении продуктов среди участников похода. Но об это мозже, а пока измеряем плотность.