仪器校准

音叉密度计密度校准实验分析

作者：calibration    来源：未知    发布时间：2019-11-27 09:29    浏览量：
1　重复性实验
重复性是音叉密度计计量性能的重要参数，为了测量音叉密度计的重复性，按图 3 方式安装好音叉密度计，以纯水为实验用液进行密度值测量。当恒温水槽温度控制在（20±0.01）℃时，连续测量 8次实验数据，得到实验结果如图 4 所示。
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图 4 可知，音叉密度计测得的液体密度与实际密度基本吻合，最大偏差为 0.000 9 g/cm3，其重复性标准差为 0.000 5 g/cm3。由此可知测量纯水时，仪器示值不会出现较大的偏差，但其重复性标准差大于三分之一的最大偏差，测量结果出现明显的上下波动情况。这是由于恒温水浴在循环控温的过程中，液体的波动对量筒内的纯水产生了一定影响，导致测量数据不够稳定，出现上下波动，符合实际工况下的使用情况，应当以多次测量的平均值来作为最终仪器示值。
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2　温度特性实验
音叉密度计在溶液中受液体的热膨胀影响对密度的测量影响较大，而液体在常压下压缩系数对密度的测量影响较小，可以忽略不计。测量过程中温度传感器侧得液体温度能够修正叉齿的弹性模量，从而影响其振动频率输出，并最终得到修正后的密度值。以纯水和乙醇为实验用液，对音叉密度计在19~20 ℃温度范围内的密度测量实验分析仪器的温度特性。实验的结果如图 5 所示。通过调整恒温水槽的温度来调整液体的密度值，从图中密度测量数据分析，纯水和乙醇在不同温度下测量的仪器示值与标称值的差值基本保持一致。乙醇在不同温度下的密度差值相对不一致，说明 FTL 51 音叉密度计在作温度修正时，对纯水的热膨胀系数修正已基本符合要求，但是对于乙醇的温度修正，仪器并不完善。后续应当在仪器参数设置中添加全温度范围内乙醇的温度 - 密度标称值，以此对仪器进行修正。
 
3　校准实验
以表 1 实验用液，对音叉密度计进行仪器校准实验。放入液体前应将音叉密度计洗净、干燥，以实验用液润洗一遍后进行测量，防止残留液体对密度测量的影响。待温度稳定后，分别测量 5 种不同的化学试剂的密度值，取 8 次测量的平均值作为仪器示值，得到仪器校准结果如表 2 所示。
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分析表 2 实验结果可知，音叉密度计在测量乙醇、纯水单一纯净物时，其示值偏差相对较小，但是测量高黏度或者有一定结晶析出的混合液时其偏差相对就较大。实验的最大偏差为 0.001 2 g/cm3，可以满足工业现场对密度的高准确度测量。
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