一、概述
振實(shí)密度儀是一種專門用于測(cè)量??粉體或顆粒物料??在受到??規(guī)定次數(shù)的振動(dòng)或敲擊??后，達(dá)到相對(duì)密實(shí)狀態(tài)時(shí)??單位體積質(zhì)量??(即振實(shí)密度)的實(shí)驗(yàn)儀器。它通過(guò)提供準(zhǔn)確、可重復(fù)的振實(shí)密度數(shù)據(jù)，為產(chǎn)品質(zhì)量控制、工藝優(yōu)化和新產(chǎn)品研發(fā)提供了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)依據(jù)。它是堆積密度測(cè)量的延伸和重要補(bǔ)充。
什么是振實(shí)密度？
要理解振實(shí)密度儀，首先需要明白它測(cè)量的目標(biāo)——振實(shí)密度。
•松裝密度??：粉末在自然松散狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。
•??振實(shí)密度??：將粉末裝入容器中，通過(guò)機(jī)械振動(dòng)或敲擊，使其盡可能緊密堆積后，單位體積的質(zhì)量。
振實(shí)密度總是高于松裝密度。振實(shí)密度值反映了粉末的多種特性，如??顆粒形狀、粒徑分布、表面粗糙度和流動(dòng)性??。一般來(lái)說(shuō)，球形、粒徑分布寬的粉末振實(shí)密度更高。
二、工作原理
將裝有粉末或顆粒的刻度量筒固定在機(jī)械振動(dòng)裝置上，振動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械振動(dòng)裝置垂直上下振動(dòng)，量筒隨機(jī)械振動(dòng)裝置有節(jié)拍地振動(dòng)，隨著振動(dòng)次數(shù)增加，粉末或顆粒逐漸振實(shí)，達(dá)到設(shè)定振動(dòng)次數(shù)后停止振動(dòng)，讀出量筒體積，根據(jù)質(zhì)量除以體積的公式求出振實(shí)后的密度。
具體操作步驟包括：將松裝粉體裝入有刻度量筒中，計(jì)量樣品體積；將量筒固定于振動(dòng)組件上；通過(guò)偏心輪按國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的頻度、高度對(duì)振動(dòng)組件底部進(jìn)行撥動(dòng)，使量筒上下震動(dòng)，量筒內(nèi)的粉體體積按其自身特性會(huì)有不同程度的減少；將樣品質(zhì)量除以振實(shí)后的體積就得出該樣品的振實(shí)密度。
三、振實(shí)密度儀測(cè)試前的準(zhǔn)備工作
1、檢查儀器
在操作前，應(yīng)檢查儀器的電源、控制器、振動(dòng)器、探頭等部件是否完好，并確保儀器的安全使用。此外，還需檢查以下方面：
(1)儀器的外觀是否完好，無(wú)破損或變形。
(2)連接線是否牢固，無(wú)松動(dòng)或斷裂。
(3)電源是否正常，電壓和電流符合儀器要求。
(4)控制器顯示是否清晰，按鍵功能正常。
(5)振動(dòng)器是否清潔，無(wú)異物堵塞。
(6)探頭接觸面是否平整，無(wú)磨損或劃痕。
2、選擇合適的量筒
根據(jù)樣品的松裝密度和所需測(cè)量的體積，選擇合適的量筒。量筒的體積應(yīng)足夠容納樣品，并確保在振動(dòng)過(guò)程中不會(huì)溢出。
3、清洗和干燥量筒
用試管刷或綢布擦凈量筒內(nèi)壁，也可用溶劑(丙酮或乙醇)清洗。使用溶劑清洗后，必須在使用前進(jìn)行干燥，以免殘留溶劑影響測(cè)試結(jié)果。
4、準(zhǔn)備樣品
取樣：用千分之一的天平稱量適量的樣品，稱量樣品的量由松裝密度決定。樣品應(yīng)均勻、無(wú)雜質(zhì)，并具有代表性。
干燥：通常，粉末應(yīng)按接收狀態(tài)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在某些情況下，需要干燥粉末。如果粉末易被氧化，干燥應(yīng)在真空或惰性氣體中進(jìn)行。如果粉末中含有易揮發(fā)的物質(zhì)，則不能干燥。如不能進(jìn)行干燥，可直接進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
四、振實(shí)密度儀的操作步驟
1、樣品稱重并輸入
將準(zhǔn)備好的樣品全部倒入干燥的量筒中，盡量使樣品表面水平。然后將量筒和樣品一起放在天平上稱重，并記錄樣品的質(zhì)量(m)。
2、安裝量筒
根據(jù)所選擇的量筒，按以下步驟完成量筒的安裝：
(1)將配套的聚氨酯墊圈從量筒上部慢慢套入量筒。
(2)將鋁質(zhì)的量筒托架上層也從量筒上部慢慢套入。
(3)將帶有導(dǎo)向桿的鋁質(zhì)量筒托架下層與托架上層慢慢旋緊，并固定牢固。
(4)待量筒組件安裝好后，將組件的導(dǎo)向桿放入導(dǎo)向軸承的孔中。
3、設(shè)置振動(dòng)參數(shù)
將盛有樣品的量筒固定在底座上并擰緊。
調(diào)節(jié)振實(shí)密度儀的振幅和振動(dòng)頻率。通常，振幅為3mm，振動(dòng)頻率為100～300轉(zhuǎn)/分鐘，可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。
在計(jì)數(shù)器面板上輸入所需的振動(dòng)次數(shù)。對(duì)于同類粉末，除了通常實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)收時(shí)已確定的特定振動(dòng)次數(shù)(不少于N次)外，振動(dòng)2N次即可。對(duì)于各種粒度的金屬粉末，振動(dòng)3000次即可達(dá)到滿意效果。
4、開(kāi)始振動(dòng)
按“啟動(dòng)”鍵開(kāi)始振動(dòng)，直到設(shè)定的振動(dòng)次數(shù)完成時(shí)，儀器自動(dòng)停止振動(dòng)。在振動(dòng)過(guò)程中，應(yīng)注意觀察樣品的變化情況，確保樣品被充分壓實(shí)。
5、讀取體積
待振實(shí)密度儀停止振動(dòng)后，小心地取下量筒，避免用力過(guò)大引起量筒內(nèi)樣品振實(shí)狀態(tài)的變化。讀取振實(shí)后樣品的體積(V)。如果振實(shí)后樣品上表面是水平的，則可直接讀出體積值；如果振實(shí)后樣品上表面不是水平的，則用振實(shí)后樣品上表面的高點(diǎn)和低點(diǎn)讀數(shù)的平均值來(lái)確定振實(shí)后的體積。
6、計(jì)算振實(shí)密度
根據(jù)公式ρ=m/v，計(jì)算樣品的振實(shí)密度。其中，ρ為振實(shí)密度(單位：g/cm³)，m為樣品的質(zhì)量(單位：g)，v為振實(shí)后的體積(單位：cm³)。為確保結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)進(jìn)行多次測(cè)試并取平均值。
7、打印結(jié)果
設(shè)備出廠時(shí)，打印紙已安裝好。當(dāng)打印紙用盡后，需要更換打印紙。打開(kāi)打印機(jī)的前面板，捏住打印紙筒導(dǎo)向桿的兩端，取下用盡的打印紙紙筒，將新的打印紙裝入打印機(jī)，抽出打印紙頭，然后按下打印鍵打印測(cè)試結(jié)果。
五、注意事項(xiàng)
1、振動(dòng)參數(shù)的選擇
振動(dòng)參數(shù)(振幅和振動(dòng)頻率)的選擇應(yīng)根據(jù)樣品的特性和測(cè)試要求來(lái)確定。振幅過(guò)大或過(guò)小，振動(dòng)頻率過(guò)高或過(guò)低，都可能影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，在進(jìn)行測(cè)試前，應(yīng)先進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，確定合適的振動(dòng)參數(shù)。
2、樣品的處理
樣品在測(cè)試前應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚源_保其均勻性和代表性。對(duì)于易氧化的樣品，應(yīng)在惰性氣體或真空環(huán)境中進(jìn)行干燥和處理。對(duì)于含有易揮發(fā)物質(zhì)的樣品，應(yīng)避免高溫和長(zhǎng)時(shí)間干燥。
3、量筒的選擇和安裝
量筒的選擇應(yīng)根據(jù)樣品的體積和松裝密度來(lái)確定。量筒的安裝應(yīng)牢固可靠，避免在振動(dòng)過(guò)程中發(fā)生松動(dòng)或脫落。同時(shí)，量筒的內(nèi)壁應(yīng)光滑無(wú)瑕疵，以確保樣品能夠順利滑落并壓實(shí)。
4、讀數(shù)的準(zhǔn)確性
在讀取振實(shí)后樣品的體積時(shí)，應(yīng)注意觀察樣品上表面的平整度。如果樣品上表面不平整，應(yīng)使用最高點(diǎn)和低點(diǎn)讀數(shù)的平均值來(lái)確定振實(shí)后的體積。此外，在讀取體積時(shí)，還應(yīng)注意量筒的刻度和精度，以確保讀數(shù)的準(zhǔn)確性。
5、重復(fù)性和準(zhǔn)確性
為確保測(cè)試結(jié)果的重復(fù)性和準(zhǔn)確性，應(yīng)進(jìn)行多次測(cè)試并取平均值。同時(shí)，還應(yīng)定期對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)和維護(hù)，以確保其性能穩(wěn)定可靠。
6、操作環(huán)境的控制
在操作時(shí)，應(yīng)注意控制操作環(huán)境的溫度和濕度。溫度和濕度的變化可能影響樣品的物理性質(zhì)和測(cè)試結(jié)果。因此，應(yīng)確保操作環(huán)境的溫度和濕度在規(guī)定范圍內(nèi)。
7、安全注意事項(xiàng)
在操作振實(shí)密度儀時(shí)，應(yīng)注意安全事項(xiàng)。例如，避免觸電、避免機(jī)械傷害、避免化學(xué)品濺入眼睛或皮膚等。同時(shí)，還應(yīng)遵守儀器的操作規(guī)程和注意事項(xiàng)，以確保操作的安全性和可靠性。
六、振實(shí)密度儀的維護(hù)與保養(yǎng)
1、定期檢查
應(yīng)定期進(jìn)行檢查和維護(hù)。檢查時(shí)，應(yīng)檢查儀器的外觀、連接線、電源、控制器、振動(dòng)器、探頭等部件是否正常。同時(shí)，還應(yīng)檢查儀器的振動(dòng)源、振動(dòng)傳感器、振動(dòng)控制器等部件是否工作正常。
2、清潔與保養(yǎng)
在使用過(guò)程中應(yīng)保持清潔和干燥。定期用干凈的布或紙巾擦拭儀器的表面和內(nèi)部部件，去除灰塵和污垢。對(duì)于難以清除的污漬，可使用適當(dāng)?shù)那鍧崉┻M(jìn)行清洗。清洗后，應(yīng)確保儀器干燥后再使用。
3、校準(zhǔn)與調(diào)整
為確保振實(shí)密度儀的準(zhǔn)確性和可靠性，應(yīng)定期對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)和調(diào)整。校準(zhǔn)時(shí)，可使用已知密度的標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行測(cè)試，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)儀器進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整時(shí)，應(yīng)注意調(diào)整的參數(shù)和范圍，以確保調(diào)整后的儀器能夠符合測(cè)試要求。
4、維修與更換
振實(shí)密度儀在使用過(guò)程中可能出現(xiàn)故障或損壞。對(duì)于出現(xiàn)故障或損壞的部件，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行維修或更換。維修時(shí)，應(yīng)使用專業(yè)的工具和設(shè)備，并遵循儀器的維修規(guī)程和注意事項(xiàng)。更換部件時(shí)，應(yīng)使用與儀器相匹配的原裝部件或經(jīng)過(guò)認(rèn)證的替代品。
