一、概述
振實密度儀是一種專門用于測量??粉體或顆粒物料??在受到??規(guī)定次數(shù)的振動或敲擊??后，達到相對密實狀態(tài)時??單位體積質(zhì)量??(即振實密度)的實驗儀器。它通過提供準(zhǔn)確、可重復(fù)的振實密度數(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)提供了堅實的科學(xué)依據(jù)。它是堆積密度測量的延伸和重要補充。
什么是振實密度？
要理解振實密度儀，首先需要明白它測量的目標(biāo)——振實密度。
•松裝密度??：粉末在自然松散狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。
•??振實密度??：將粉末裝入容器中，通過機械振動或敲擊，使其盡可能緊密堆積后，單位體積的質(zhì)量。
振實密度總是高于松裝密度。振實密度值反映了粉末的多種特性，如??顆粒形狀、粒徑分布、表面粗糙度和流動性??。一般來說，球形、粒徑分布寬的粉末振實密度更高。
二、工作原理
將裝有粉末或顆粒的刻度量筒固定在機械振動裝置上，振動電機帶動機械振動裝置垂直上下振動，量筒隨機械振動裝置有節(jié)拍地振動，隨著振動次數(shù)增加，粉末或顆粒逐漸振實，達到設(shè)定振動次數(shù)后停止振動，讀出量筒體積，根據(jù)質(zhì)量除以體積的公式求出振實后的密度。
具體操作步驟包括：將松裝粉體裝入有刻度量筒中，計量樣品體積；將量筒固定于振動組件上；通過偏心輪按國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的頻度、高度對振動組件底部進行撥動，使量筒上下震動，量筒內(nèi)的粉體體積按其自身特性會有不同程度的減少；將樣品質(zhì)量除以振實后的體積就得出該樣品的振實密度。
三、振實密度儀測試前的準(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，無破損或變形。
(2)連接線是否牢固，無松動或斷裂。
(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)振動器是否清潔，無異物堵塞。
(6)探頭接觸面是否平整，無磨損或劃痕。
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，并確保在振動過程中不會溢出。
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，必須在使用前進行干燥，以免殘留溶劑影響測試結(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、無雜質(zhì)，并具有代表性。
干燥：通常，粉末應(yīng)按接收狀態(tài)進行實驗。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。如不能進行干燥，可直接進行實驗。
四、振實密度儀的操作步驟
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)振實密度儀的振幅和振動頻率。通常，振幅為3mm，振動頻率為100～300轉(zhuǎn)/分鐘，可根據(jù)需要進行調(diào)整。
在計數(shù)器面板上輸入所需的振動次數(shù)。對于同類粉末，除了通常實驗和驗收時已確定的特定振動次數(shù)(不少于N次)外，振動2N次即可。對于各種粒度的金屬粉末，振動3000次即可達到滿意效果。
4、開始振動
按“啟動”鍵開始振動，直到設(shè)定的振動次數(shù)完成時，儀器自動停止振動。在振動過程中，應(yīng)注意觀察樣品的變化情況，確保樣品被充分壓實。
5、讀取體積
待振實密度儀停止振動后，小心地取下量筒，避免用力過大引起量筒內(nèi)樣品振實狀態(tài)的變化。讀取振實后樣品的體積(V)。如果振實后樣品上表面是水平的，則可直接讀出體積值；如果振實后樣品上表面不是水平的，則用振實后樣品上表面的高點和低點讀數(shù)的平均值來確定振實后的體積。
6、計算振實密度
根據(jù)公式ρ=m/v，計算樣品的振實密度。其中，ρ為振實密度(單位：g/cm³)，m為樣品的質(zhì)量(單位：g)，v為振實后的體積(單位：cm³)。為確保結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)進行多次測試并取平均值。
7、打印結(jié)果
設(shè)備出廠時，打印紙已安裝好。當(dāng)打印紙用盡后，需要更換打印紙。打開打印機的前面板，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，抽出打印紙頭，然后按下打印鍵打印測試結(jié)果。
五、注意事項
1、振動參數(shù)的選擇
振動參數(shù)(振幅和振動頻率)的選擇應(yīng)根據(jù)樣品的特性和測試要求來確定。振幅過大或過小，振動頻率過高或過低，都可能影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，在進行測試前，應(yīng)先進行預(yù)實驗，確定合適的振動參數(shù)。
2、樣品的處理
樣品在測試前應(yīng)進行適當(dāng)?shù)奶幚?，以確保其均勻性和代表性。對于易氧化的樣品，應(yīng)在惰性氣體或真空環(huán)境中進行干燥和處理。對于含有易揮發(fā)物質(zhì)的樣品，應(yīng)避免高溫和長時間干燥。
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確定。量筒的安裝應(yīng)牢固可靠，避免在振動過程中發(fā)生松動或脫落。同時，量筒的內(nèi)壁應(yīng)光滑無瑕疵，以確保樣品能夠順利滑落并壓實。
4、讀數(shù)的準(zhǔn)確性
在讀取振實后樣品的體積時，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)使用最高點和低點讀數(shù)的平均值來確定振實后的體積。此外，在讀取體積時，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
為確保測試結(jié)果的重復(fù)性和準(zhǔn)確性，應(yīng)進行多次測試并取平均值。同時，還應(yīng)定期對儀器進行校準(zhǔn)和維護，以確保其性能穩(wěn)定可靠。
6、操作環(huán)境的控制
在操作時，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
在操作振實密度儀時，應(yīng)注意安全事項。例如，避免觸電、避免機械傷害、避免化學(xué)品濺入眼睛或皮膚等。同時，還應(yīng)遵守儀器的操作規(guī)程和注意事項，以確保操作的安全性和可靠性。
六、振實密度儀的維護與保養(yǎng)
1、定期檢查
應(yīng)定期進行檢查和維護。檢查時，應(yīng)檢查儀器的外觀、連接線、電源、控制器、振動器、探頭等部件是否正常。同時，還應(yīng)檢查儀器的振動源、振動傳感器、振動控制器等部件是否工作正常。
2、清潔與保養(yǎng)
在使用過程中應(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。對于難以清除的污漬，可使用適當(dāng)?shù)那鍧崉┻M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
為確保振實密度儀的準(zhǔn)確性和可靠性，應(yīng)定期對其進行校準(zhǔn)和調(diào)整。校準(zhǔn)時，可使用已知密度的標(biāo)準(zhǔn)樣品進行測試，并根據(jù)測試結(jié)果對儀器進行調(diào)整。調(diào)整時，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試要求。
4、維修與更換
振實密度儀在使用過程中可能出現(xiàn)故障或損壞。對于出現(xiàn)故障或損壞的部件，應(yīng)及時進行維修或更換。維修時，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。更換部件時，應(yīng)使用與儀器相匹配的原裝部件或經(jīng)過認(rèn)證的替代品。
