U型管振蕩法密度計(jì)振蕩管法的原理

1 工作原理

振蕩管法的原理是：利用基于電磁引發(fā)的玻璃U型管的振蕩頻率（見圖1），即利用一塊磁鐵固定在U型玻璃測(cè)量管上，由振蕩器使其產(chǎn)生振動(dòng)，玻璃管的振動(dòng)周期將被振動(dòng)傳感器測(cè)量得到。每一個(gè)U型玻璃管都有其特征頻率或按固有頻率振動(dòng)。當(dāng)玻璃管內(nèi)充滿物體后其頻率會(huì)發(fā)生變化，不同的物質(zhì)頻率變化會(huì)有所不同，其頻率為管內(nèi)填充物質(zhì)質(zhì)量的函數(shù)。當(dāng)物質(zhì)的質(zhì)量增加時(shí)其頻率會(huì)降低，即振動(dòng)周期T增加。測(cè)量時(shí)選擇某些物質(zhì)作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，測(cè)量頻率后通過被測(cè)物質(zhì)與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)之間振蕩頻率的差值計(jì)算出被測(cè)物質(zhì)的密度值。

在振動(dòng)中一個(gè)完整的來回變化是一個(gè)振動(dòng)周期T（見圖2）。每秒振動(dòng)周期數(shù)即為頻率f。

振動(dòng)周期可由下式得出：

式中：ρ：測(cè)量管中樣品的密度（g/cm³）

V_C：樣品體積（U型玻璃管容積）（cm³）                     

m_C：U型玻璃測(cè)量管的質(zhì)量（g）                     

K ：測(cè)量管的常數(shù)（g/s²）

可得出：  

即由此可看出密度ρ和振動(dòng)周期T的關(guān)系。

由于玻璃測(cè)量管的容積和質(zhì)量是可以測(cè)量出來的。每一個(gè)玻璃管的質(zhì)量不同，所以需要每次測(cè)量前進(jìn)行測(cè)定。測(cè)量管的系數(shù)可由測(cè)定兩個(gè)已知密度的物質(zhì)的振動(dòng)周期T來計(jì)算得到，如利用干燥空氣（ρ₂₀=0.00120g/cm³； P=1013.25hPa）和水（ρ₂₀=0.9982g/cm³）作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。

式中：ρ_A ：空氣的密度（g/m³）

ρ_w ：純水的密度（g/m³）

T_A ： 測(cè)得的空氣的振動(dòng)周期（s）

T_W： 測(cè)得的純水的振動(dòng)周期（s）

則：F（T_A²-T_S²）=   ρ_A-ρ_S                     

得到：ρ_S=ρ_A- F（T_A²-T_S²）

U 型震蕩管密度計(jì)測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)：

1：自動(dòng)化集成，實(shí)現(xiàn)一鍵測(cè)定功能；

2：內(nèi)置帕爾貼控溫，提高精度和穩(wěn)定性；

3：高清視頻避免氣泡影響；

4: 可通過打印機(jī)直接打印數(shù)據(jù)；

5: 符合21CFR Part 11、審計(jì)追蹤、藥典及電子簽名。