密度檢測的基礎知識
簡介：本文章將帶你深入了解密度檢測的基礎知識，你將了解到：密度的化學性質，其常用單位，以及哪些是標準密度，哪些是比密度。據悉還介紹了密度的常用檢測方式和那些常用檢測方式的比較，必須注意的是，當查找二氧化碳的密度時，浮力是二氧化碳密度的主要決定誘因，而液體的密度主要取決于水溫。
1.哪些是密度：
密度是對特定容積內的質量的測度[1]，是一種與氣溫和壓力相關的數學性質。密度等于物體的質量乘以容積，常用符號ρ表示。國際單位制中的密度單位為：kg/m3（千克/米3），法國的密度單位常以lb/ft3（磅/公尺3）表示，再者，在許多行業也有特定的密度單位，如（+Oe奧斯勒，檢測牛奶糖份重量（含糖量）就可以斷定獼猴桃的成熟程度。一度奧斯勒表示一升獼猴桃汁比一升水重一克）或Brix度（白利度測量水的密度的實驗視頻，啤酒內可溶固體物質質量的百分濃度，單位°Bx或%，一般啤酒的主要可溶固體物為白砂糖，故又稱糖度。）
因為物質的熱膨脹和可壓縮性，物質的密度會遭到當前氣溫和壓力的影響。這種變量對密度的影響或大或小，具體取決于物質是固體還是流體。流體對氣溫和壓力的依賴程度遠低于固體。為了獲得精確的密度指示，必須曉得相關的氣溫和壓力，尤其是對于流體。
物體的容積和密度會隨氣溫和/或壓力的變化而變化，而質量仍然保持不變。依照密度的估算公式可知，倘若因為壓力和/或濕度的影響致使容積增大，而質量保持恒定測量水的密度的實驗視頻，這么密度將降低。
表1：不同物質的密度隨氣溫和浮力的變化情況
該表表明，二氧化碳的密度在開爾文氣溫變化時幾乎不會減少。對于空氣，其密度僅降低約0.04千克/立方米。使用MEMS芯片，可能難以清楚地測量到這些變化。并且，假如壓力降低1bar，以空氣為例，其二氧化碳密度將降低1.2kg/m3。另一方面，對于1巴的壓力變化，液體的密度幾乎沒有變化。
標準密度
標準密度（亦稱為“參考密度”）表示某種氣溫或壓力下一種物質或多種物質的混和物的密度。這樣可以更好地比較不同密度值。下述標準氣溫tn和壓力pn條件在所列行業中常常使用：
表2：不同行業的常用“標準氣溫”
物質或物質混和物的標準密度可以從所謂的密度表中獲取。密度表的示例可以在這兒或則其他來源找到：
相對密度
相對密度是指物質的密度與參考物質的密度在各自規定的條件下之比。符號為d，通常參考物質為空氣或水：
注意：比密度是的量綱為“1”
2.物質密度信息的用途：3.精確檢測物質密度的方式：
確定物質密度的設備和檢測方式有許多種。目前相對先進的檢測方式是使用MEMS芯片，借助諧振器檢測物質的密度。與此同時，許多較舊的檢測方式，比如氣量計（），比重瓶（）和壓強法（）等也仍在使用。
（1）氣量計（）：
如圖為氣量計的模型，氣量計常用于液體密度的檢測，將這種玻璃魚漂放置在液體中并墜入水底，直至測試液體的壓強與氣量計的重量達到平衡為止。按照阿基米德原理，可以從浮子的浸沒深度得出液體的密度。
圖1：氣量計“1.讀數刻度尺2.浮子3.沉子”[2]
（2）比重瓶（）：
比重瓶可以拿來檢測固體粉末、液體和微粒的密度，它通過簡單的稱重可測得液體的密度和體積所定義的容積。檢測步驟和原理如下：
1側量比重瓶空杯時的質量m1。
2檢測比重瓶盛滿水時的質量m2。
3檢測比重瓶盛滿待測液體時的質量m3
依據測得的質量m1、m2、m3，得待測液體密度為：
圖2：比重瓶“1.帶毛細血管的蓋子,2.經過切削處理的活塞,3.樣品液“[3]
（3）壓強法（）：
利用壓強的原理，也可以通過檢測壓強的大小來檢測密度。將沉船體浸沒待測液體中，并使用天平檢測其壓強。通過將壓強與沉船的容積可以估算出液體的密度。
圖3：壓強法檢測裝置“1.校正器，2.提高裝置，3.體溫檢測儀，4.裝有液體的容器，5.提高裝置，6.壓強，7.平衡，8.基座“
（4）微機電處理芯片(MEMSChip)
Ω芯片是一個諧振密度計。在這些方式中，諧振器與各類接觸液體同時保持一致的動作，因為震動頻度取決于液體的密度。通過檢測諧振器的震動頻度，可以得到待測液體的密度。
圖4：MEMS芯片“1.薄膜氣溫傳感，2.狹縫，3.檢測通道，4.真空，5.電極插口“
4.上述密度檢測方式的比較：
表3：不同密度檢測方式的比較
參考文獻：
[1]（美）克里斯托弗·G.普利著；李貴蓮，張卓偉譯．化學似乎很簡單=made：北京科學技術文獻出版社，2014.01：第10頁
[2]2002Prof.Dr.G.(of)Prof.Dr.K.-D.(PTB)
[3],-?tHalle-