密度计的原理及种类

来源：网络 2022-01-23 10:30:16

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密度计

物体的重力将物体拉向地面，但是如果将物体放在液体中，一种名为浮力的力量将产生反方向的作用力。浮力的大小等同于物体取代的液体的重力，或者说是排开的水的重力。

密度计根据重力和浮力平衡的变化上浮或下沉。一个功能完好的密度计仅能处于漂浮状态，因此浮力向上推的力量要比重力向下拉的力量稍微大一点。

密度计的原理

因为密度计的体积没有发生变化，其排开水的体积相同*。但是，因为其中包含了更多的水而变得更重。当重力大于浮力时，密度计会下沉。密度计的重量小于相同体积水的重量，所以密度计重新浮起。密度计的读数是下大上小，当它浸入不同的液体中，体积不变示数发生变化，密度计底部的铁砂或铅粒是用来保持平衡的！

密度计读数下大上小是因为P=ρgh，密度计进入液体越深，压强也就越大，所以密度计读数是下大上小。

密度计的种类

常用的密度计和比重计有浮子式密度计、静压式密度计、振动式密度计和放射性同位素密度计。

浮子式密度计它的工作原理是：物体在流体内受到的浮力与流体密度有关，流体密度越大浮力越大。

静压式密度计它的工作原理是：一定高度液柱的静压力与该液体的密度成正可以用比重数值作为刻度值。这类仪器中最简单的是目测浮子式玻璃比重计，简称玻璃比重计。

膜盒是一种常用的压力测量元件，用它直接测量样品液柱静压的密度计称为膜盒静压式密度计。

另一种常用的是单管吹气式密度计。它以测量气压代替直接测量液柱压力。将吹气管插入被测液体液面以下一定深度，压缩空气通过吹气管不断从管底逸出。此时管内空气的压力便等于那段高度的样品液柱的压力，压力值可换算成密度。

两位奥地利科学家Hans.Stabinger和Hans Leopord发现了振荡管密度计的测量原理：物体受激而发生振动时，其振动频率或振幅与物体本身的质量有关。

U型振荡管

如果在一个U型的玻璃管内充以一定体积的液体样品，则其振动频率或振幅的变化便反映一定体积的样品液体的质量或密度以及比重。两位科学家后来设计出原型并交由Urich Santner以及其公司Anton Paar在 1967年设计了最早的数字式液体密度计。目前全自动的液体密度计均基于U型振荡管的原理。

放射性同位素密度计仪器内设有放射性同位素辐射源。它的放射性辐射（例如γ射线），在透过一定厚度的被测样品后被射线检测器所接收。一定厚度的样品对射线的吸收量与该样品的密度有关，而射线检测器的信号则与该吸收量有关，因此反映出样品的密度。