密度計的原理及種類

密度計

物體的重力將物體拉向地面，但是如果將物體放在液體中，一種名為浮力的力量將產(chǎn)生反方向的作用力。 浮力的大小等同于物體取代的液體的重力，或者說是排開的水的重力。

密度計根據(jù)重力和浮力平衡的變化上浮或下沉。 一個功能完好的密度計僅能處于漂浮狀態(tài)，因此浮力向上推的力量要比重力向下拉的力量稍微大一點。

密度計的原理

因為密度計的體積沒有發(fā)生變化， 其排開水的體積相同*。但是，因為其中包含了更多的水而變得更重。 當重力大于浮力時，密度計會下沉。 密度計的重量小于相同體積水的重量，所以密度計重新浮起。密度計的讀數(shù)是下大上小，當它浸入不同的液體中，體積不變示數(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)下大上小是因為P=ρgh，密度計進入液體越深，壓強也就越大，所以密度計讀數(shù)是下大上小。

密度計的種類

常用的密度計和比重計有浮子式密度計、靜壓式密度計、振動式密度計和放射性同位素密度計。

浮子式密度計它的工作原理是：物體在流體內(nèi)受到的浮力與流體密度有關，流體密度越大浮力越大。

靜壓式密度計它的工作原理是：一定高度液柱的靜壓力與該液體的密度成正可以用比重數(shù)值作為刻度值。這類儀器中最簡單的是目測浮子式玻璃比重計， 簡稱玻璃比重計。

膜盒是一種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膜盒靜壓式密度計。

另一種常用的是單管吹氣式密度計。它以測量氣壓代替直接測量液柱壓力。將吹氣管插入被測液體液面以下一定深度，壓縮空氣通過吹氣管不斷從管底逸出。此時管內(nèi)空氣的壓力便等于那段高度的樣品液柱的壓力，壓力值可換算成密度。

兩位奧地利科學家Hans.Stabinger和Hans Leopord發(fā)現(xiàn)了振蕩管密度計的測量原理：物體受激而發(fā)生振動時，其振動頻率或振幅與物體本身的質(zhì)量有關。

U型振蕩管

如果在一個U型的玻璃管內(nèi)充以一定體積的液體樣品，則其振動頻率或振幅的變化便反映一定體積的樣品液體的質(zhì)量或密度以及比重。兩位科學家后來設計出原型并交由Urich Santner以及其公司Anton Paar在 1967年設計了最早的數(shù)字式液體密度計。目前全自動的液體密度計均基于U型振蕩管的原理。

放射性同位素密度計儀器內(nèi)設有放射性同位素輻射源。它的放射性輻射（例如γ射線），在透過一定厚度的被測樣品后被射線檢測器所接收。一定厚度的樣品對射線的吸收量與該樣品的密度有關，而射線檢測器的信號則與該吸收量有關，因此反映出樣品的密度。