Что такое денсиметр?


Изобретение относится к денсиметрам — измерителям плотности жидкостей, предназначенных для прямых, наиболее быстрых измерений плотности жидких тел. Технический результат — измерение плотности малых количеств жидкостей в широком интервале плотностей и с высокой точностью. Измеритель плотности жидкостей состоит из цилиндрического сосуда для инертной жидкости известной плотности, цилиндрического поплавка с измеряемой жидкостью и шкалой масштабного множителя и линейной шкалой измеряемой плотности. Измерения основаны на том, что поплавок с измеряемой жидкостью вытесняет при погружении в инертную жидкость равную массу в объем между стенками цилиндрического сосуда и цилиндрического поплавка.
Высота, на которую поднимается жидкость, пропорциональна плотности. Пределы измеряемых плотностей существенно расширяют, используя масштабные множители, обратно пропорциональные максимальному уровню заполнения цилиндрического поплавка измеряемой жидкостью. 1 н.п. ф-лы, 1 ил.. Денсиметр для измерения плотности жидкостей используют автопредприятия и автовладельцы для контроля плотности электролитов аккумуляторных батарей, газосварщики для измерений плотности электролита электролизных газосварочных аппаратов, а также в медицинских и других лабораториях.. Известно простейшее устройство для получения мерного объема жидкости — грушевидный сосуд с узкой и длинной горловиной с кольцевой меткой, определяющей заданный объем, получившее наименование пикнометр (Большая Советская Энциклопедия — БСЭ. Третье издание.
Том 2, стр.551, АРЕОМЕТР). Плотность жидкости определяют как отношение массы жидкости к объему пикнометра, а массу жидкости определяют как разность весов пикнометра с жидкостью и пикнометра.. Недостаток устройства состоит в том, что оно не обеспечивает прямых измерений плотности жидкости.. Более близким аналогом является ареометр (там же, в БСЭ название денсиметр) — измеритель плотности жидкости, включающий поплавок с балластом в нижней части и шкалой в верхней цилиндрической части меньшего диаметра, который погружают в цилиндрический сосуд с измеряемой жидкостью. Плотность жидкости определяют непосредственным отсчетом по делениям шкалы на уровне свободной поверхности жидкости (Большая Советская Энциклопедия — БСЭ. Третье издание. Том 2, стр.551.
АРЕОМЕТР.).. Недостаток устройства — узкий диапазон измеряемых плотностей, чем обусловлена необходимость использования набора ареометров на разные диапазоны измерения плотности жидкостей. Дополнительный недостаток состоит в необходимости использования относительно больших количеств жидкости для измерений, даже при использовании цилиндрических сосудов, соответствующих размерам ареометра.. Наиболее близким аналогом является измеритель плотности жидкостей, включающий цилиндрический сосуд для измеряемой жидкости, полый цилиндрический поплавок с балластом и шкалу, которая выгравирована на цилиндрическом поплавке постоянного диаметра. В верхней части цилиндрического сосуда расположены внутренние выступы, центрующие положение поплавка. (Патент 2339019, RU. Измеритель плотности жидкостей (варианты), фиг.1)..
Недостатки устройства следующие. 1. Относительно большое количество измеряемой жидкости. 2. Нелинейность шкалы. 3. Малый интервал измеряемых величин, ограниченный начальным участком шкалы.
4. Загрязнение наружной поверхности цилиндрического поплавка. 5. Разное действие капиллярных сил различных измеряемых жидкостей на погружение цилиндрического поплавка, что вносит ошибки в измерения.. Технической задачей является создание денсиметра, удобного для измерения плотности малого количества жидкости, с линейной шкалой и возможностью измерения плотности жидкостей в интервале от 0,75 до 3 г/см3 и более, без загрязнения наружных поверхностей измеряемой жидкостью и при отсутствии действия капиллярных сил со стороны измеряемой жидкости на результаты измерений.. Поставленная задача решается денсиметром для измерения плотности жидкостей, включающим цилиндрический сосуд, полый цилиндрический поплавок постоянного диаметра с балластом и выгравированной шкалой, в котором цилиндрический сосуд заполнен инертной жидкостью известной плотности и закрыт центрующим колпачком, а цилиндрический поплавок заполнен измеряемой жидкостью до выбранного уровня множителя шкалы плотности жидкости и погружен в инертную жидкость.. Отличия от прототипа состоят в том, что цилиндрический сосуд заполнен инертной жидкостью известной плотности и закрыт центрующим колпачком, а цилиндрический поплавок заполнен измеряемой жидкостью до выбранного уровня множителя шкалы плотности жидкости и погружен в инертную жидкость..
Указанные отличия обеспечивают решение поставленной задачи. Так заполнение цилиндрического сосуда инертной жидкостью известной плотности полностью исключает влияние капиллярных сил на результаты измерений, поскольку эти силы постоянны и учитываются автоматически при градуировке. Цилиндрический поплавок заполнен измеряемой жидкостью до уровня выбранного множителя линейной шкалы плотности жидкости, что обеспечивает возможность измерений плотности жидкостей в широком интервале значений. Малое количество измеряемой жидкости обусловлено тем, что объем цилиндрического поплавка меньше объема цилиндрического сосуда. Инертная жидкость не загрязняет наружную поверхность цилиндрического поплавка.. На чертеже показана схема денсиметра в разрезе с сохранением шкалы.. Денсиметр состоит из цилиндрического сосуда 1, подставки 2, центрующей крышки 3, заполненного инертной жидкостью 4, куда помещен цилиндрический поплавок 5 с балластом 6, заполненный измеряемой жидкостью 7 до уровня масштабного множителя шкалы 8, и погруженного в инертную жидкость 4 до уровня измерений шкалы 8..
Измерение плотности жидкости денсиметром осуществляют следующим образом. В цилиндрический сосуд 1 наливают инертную жидкость 4 до уровня, перекрывающего верхние деления шкалы 8 на цилиндрическом поплавке 5, при его полном погружении. В цилиндрический поплавок 5 заливают измеряемую жидкость 7 до деления шкалы 8 множителя (на чертеже 1,5), при котором свободный уровень инертной жидкости 4 установится на делениях шкалы 8 плотности (на чертеже 0,925). Результат измерений получают, умножая показания шкалы 8 плотности (справа) на показания шкалы 8 множителя (слева) и на плотность инертной жидкости 4.. Основу работы денсиметра составляют законы плавания тел. Следствием этих законов является: масса жидкости, вытесненная телом, равна массе плавающего тела. Чтобы цилиндрический поплавок 5 плавал, необходимо чтобы средняя плотность цилиндрического поплавка 5 с измеряемой жидкостью =m/V0, была меньше плотности инертной жидкости 4 — ин.