静力称量法测量重液密度计

　　0　引言

　　重液密度计一般是指密度测量范围≥1·84 g/cm3的标准或工作玻璃浮计。现有重液密度计的测量是在碘化汞、碘化钾水溶液中,与标准表直接比较测量。虽然直接比较法测量有其一定的优势,但是碘化汞、碘化钾水溶液有很大的毒性,并且见光后易变深红色,影响读数。同时,碘化汞、碘化钾水溶液配置不易,成本过高,限制了重液密度计的检测及量传工作。

　　现采用静力称量法对重液密度计进行测量。即测量重液密度计的真空质量及各标称值下浮计的体积值,从而得到其密度值。同时还要进行毛细常数及表面张力的计算与修正。通过用两种测量方法(直接比较法与静力称量法)分别进行试验,比较两种方法测量结果的一致性。

　　1　静力称量法测量原理

　　静力称量法测量重液密度计的基本原理是利用阿基米德原理,即称量密度计在一定密度的液体中所受的浮力从而计算得到密度计的真空质量及各标称值下浮计的体积值,从而得到其密度修正值。如图1(a)所示:

　　其计算公式为:

　　在液体浸润密度计的干管时,会在干管四周形成向上弯曲的凹弯月面(如图1(b)所示)。该弯月面加大了浮计本身的质量,使它浸入液体中的深度要比假定无弯月面形成的浮计要深一些。当浮计浸入不同液体中,弯月面影响是不同的,这时应对示值加以修正。其修正量常用液体的毛细常数来表示:

　　式中,α1为适合于浮计标尺刻度的液体毛细常数(此处为碘化汞、碘化钾水溶液的毛细常数);α2为浮计浸入的液体的毛细常数(此处为酒精水溶液的毛细常数);D为被测浮计在被测点处的干管直径;ρ为液体密度;M为被测浮计的质量。

　　2　实验安排

　　2·1　液体毛细常数的测量

　　由于静力称量法需进行毛细修正,需要查相应的毛细常数。酒精水溶液的毛细常数表见JJG86-2001《标准玻璃浮计》检定规程或JJG42-2001《工作玻璃浮计》检定规程。碘化汞、碘化钾水溶液的毛细常数需用表面张力仪进行测量。

　　配制碘化汞、碘化钾水溶液。使用恒温水浴,液温控制在20±0·1℃。使用表面张力仪测量不同密度值(1·84~2·00)g/cm3碘化汞、碘化钾水溶液的毛细常数。测量结果见表1:

　　2·2　静力称量法测量重液密度计

　　选择计量范围为:

　　一等密度计两组共八支。使用静力称量法测量各点(1·84~2·00)g/cm3修正值,每点测量8次以上,并进行毛细修正。得到静力称量法的修正值,简称修正值(静力法)。