密度检测的基础知识
简介：本文章将带你深入了解密度检测的基础知识，你将了解到：密度的化学性质，其常用单位，以及哪些是标准密度，哪些是比密度。据悉还介绍了密度的常用检测方式和那些常用检测方式的比较，必须注意的是，当查找二氧化碳的密度时，浮力是二氧化碳密度的主要决定诱因，而液体的密度主要取决于水温。
1.哪些是密度：
密度是对特定容积内的质量的测度[1]，是一种与气温和压力相关的数学性质。密度等于物体的质量乘以容积，常用符号ρ表示。国际单位制中的密度单位为：kg/m3（千克/米3），法国的密度单位常以lb/ft3（磅/公尺3）表示，再者，在许多行业也有特定的密度单位，如（+Oe奥斯勒，检测牛奶糖份重量（含糖量）就可以断定猕猴桃的成熟程度。一度奥斯勒表示一升猕猴桃汁比一升水重一克）或Brix度（白利度测量水的密度的实验视频，啤酒内可溶固体物质质量的百分浓度，单位°Bx或%，一般啤酒的主要可溶固体物为白砂糖，故又称糖度。）
因为物质的热膨胀和可压缩性，物质的密度会遭到当前气温和压力的影响。这种变量对密度的影响或大或小，具体取决于物质是固体还是流体。流体对气温和压力的依赖程度远低于固体。为了获得精确的密度指示，必须晓得相关的气温和压力，尤其是对于流体。
物体的容积和密度会随气温和/或压力的变化而变化，而质量仍然保持不变。依照密度的估算公式可知，倘若因为压力和/或湿度的影响致使容积增大，而质量保持恒定测量水的密度的实验视频，这么密度将降低。
表1：不同物质的密度随气温和浮力的变化情况
该表表明，二氧化碳的密度在开尔文气温变化时几乎不会减少。对于空气，其密度仅降低约0.04千克/立方米。使用MEMS芯片，可能难以清楚地测量到这些变化。并且，假如压力降低1bar，以空气为例，其二氧化碳密度将降低1.2kg/m³。另一方面，对于1巴的压力变化，液体的密度几乎没有变化。
标准密度
标准密度（亦称为“参考密度”）表示某种气温或压力下一种物质或多种物质的混和物的密度。这样可以更好地比较不同密度值。下述标准气温tn和压力pn条件在所列行业中常常使用：
表2：不同行业的常用“标准气温”
物质或物质混和物的标准密度可以从所谓的密度表中获取。密度表的示例可以在这儿或则其他来源找到：
相对密度
相对密度是指物质的密度与参考物质的密度在各自规定的条件下之比。符号为d，通常参考物质为空气或水：
注意：比密度是的量纲为“1”
2.物质密度信息的用途：3.精确检测物质密度的方式：
确定物质密度的设备和检测方式有许多种。目前相对先进的检测方式是使用MEMS芯片，借助谐振器检测物质的密度。与此同时，许多较旧的检测方式，比如气量计（），比重瓶（）和压强法（）等也仍在使用。
（1）气量计（）：
如图为气量计的模型，气量计常用于液体密度的检测，将这种玻璃鱼漂放置在液体中并坠入水底，直至测试液体的压强与气量计的重量达到平衡为止。按照阿基米德原理，可以从浮子的浸没深度得出液体的密度。
图1：气量计“1.读数刻度尺2.浮子3.沉子”[2]
（2）比重瓶（）：
比重瓶可以拿来检测固体粉末、液体和微粒的密度，它通过简单的称重可测得液体的密度和体积所定义的容积。检测步骤和原理如下：
1侧量比重瓶空杯时的质量m1。
2检测比重瓶盛满水时的质量m2。
3检测比重瓶盛满待测液体时的质量m3
依据测得的质量m1、m2、m3，得待测液体密度为：
图2：比重瓶“1.带毛细血管的盖子,2.经过切削处理的活塞,3.样品液“[3]
（3）压强法（）：
利用压强的原理，也可以通过检测压强的大小来检测密度。将沉船体浸没待测液体中，并使用天平检测其压强。通过将压强与沉船的容积可以估算出液体的密度。
图3：压强法检测装置“1.校正器，2.提高装置，3.体温检测仪，4.装有液体的容器，5.提高装置，6.压强，7.平衡，8.基座“
（4）微机电处理芯片(MEMSChip)
Ω芯片是一个谐振密度计。在这些方式中，谐振器与各类接触液体同时保持一致的动作，因为震动频度取决于液体的密度。通过检测谐振器的震动频度，可以得到待测液体的密度。
图4：MEMS芯片“1.薄膜气温传感，2.狭缝，3.检测通道，4.真空，5.电极插口“
4.上述密度检测方式的比较：
表3：不同密度检测方式的比较
参考文献：
[1]（美）克里斯托弗·G.普利著；李贵莲，张卓伟译．化学似乎很简单=made：北京科学技术文献出版社，2014.01：第10页
[2]2002Prof.Dr.G.(of)Prof.Dr.K.-D.(PTB)
[3],-ätHalle-