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[!--downpath--]密度計
物體的重力將物體拉向地面,但如果將物體放置在液體中,稱為浮力的力會產(chǎn)生相反方向的力。 浮力的大小等于物體排開的液體的重量,或者它排開的水的重量。
密度計根據(jù)重力和浮力平衡的變化而漂浮或下沉。 功能齊全的密度計只能漂浮,因此向上推的浮力略大于向下拉的重力。
因為密度計的體積沒有改變,所以它排出的水的體積是相同的*。 然而,由于含有更多的水,它變得更重。 當重力大于浮力時,密度計就會下沉。 密度計的重量小于相同體積的水,因此密度計會重新漂浮。 密度計的讀數(shù)底部較大,頂部較小。 當它浸入不同的液體中時,體積不發(fā)生變化,而讀數(shù)發(fā)生變化。 密度計底部的鐵砂或鉛粒是用來保持平衡的!
密度計讀數(shù)底部較大,頂部較小,因為 P=ρgh。 密度計進入液體越深,壓力越大,因此密度計讀數(shù)底部較大,頂部較小。
2、密度計的種類
常用的密度計和比重計有浮子密度計、靜壓密度計、振動密度計和放射性同位素密度計。
浮子密度計的工作原理是:流體中物體所受到的浮力與流體的密度有關(guān)。 流體的密度越大,浮力越大。
靜壓密度計的工作原理是:一定高度處液柱的靜壓與液體的密度成正比,比重值可作為刻度值。 這些儀器中最簡單的是目視浮子式玻璃比重計,簡稱玻璃比重計。
隔膜是常用的壓力測量元件。 用它直接測量樣品液柱靜壓的密度計稱為隔膜靜壓密度計。
另一種常用的是單管氣吹密度計。 它測量氣壓而不是直接測量液柱壓力。 將吹氣管插入被測液體液面以下一定深度,壓縮空氣將通過吹氣管從管底部不斷逸出。 此時管內(nèi)空氣的壓力等于該高度處樣品液柱的壓力,壓力值可換算成密度。
兩位奧地利科學家漢斯。 漢斯等人發(fā)現(xiàn)了振蕩管密度計的測量原理:當物體受激振動時密度計的刻度圖片,其振動頻率或振幅與物體本身的質(zhì)量有關(guān)。
U型振蕩管
如果U形玻璃管中充滿一定體積的液體樣品,其振動頻率或振幅的變化將反映一定體積樣品液體的質(zhì)量或密度和比重。 兩位科學家后來設(shè)計了一個原型機,并將其交給了Urich和他的公司安東帕,安東帕于1967年設(shè)計出了最早的數(shù)字液體密度計。目前,全自動液體密度計都是基于U形振蕩管的原理。
放射性同位素密度計儀器配有放射性同位素輻射源。 其放射性輻射(如伽馬射線)穿過一定厚度的被測樣品后被輻射探測器接收。 一定厚度的樣品吸收輻射的量與樣品的密度有關(guān)密度計的刻度圖片,輻射探測器的信號與吸收量有關(guān),從而反映了樣品的密度。