简介：本文将带您了解密度检测的基础知识。 您将了解：密度的化学性质、常用单位以及哪些是标准密度，哪些是比密度。 据悉，还介绍了常用的密度检测方法以及常用检测方法的比较。 必须注意的是，在寻找二氧化碳的密度时，浮力是二氧化碳密度的主要决定因素，而液体的密度主要由水温决定。
哪些是密度：
密度是特定体积内质量的度量[1]，是与空气温度和压力相关的数学属性。 密度等于物体的质量乘以其体积，通常用符号ρ表示。 国际单位制中的密度单位为：千克/立方米（kg/m3），法国密度单位常用磅/英尺3（磅/立方米）表示。 此外，很多行业都有比重单位，如（+Oe Osler水的密度是1g ml，通过检测乳糖（含糖量）的重量可以判断猕猴桃的成熟程度。一旦Osler的意思是一升猕猴桃汁比一升水重一克）或Brix（Brix，啤酒中可溶性固形物的百分比浓度，单位°Bx或%，一般啤酒的主要可溶性固形物是白糖，所以也称为糖含量） .)
由于物质的热膨胀和可压缩性，物质的密度受到当前空气温度和压力的影响。 该变量或多或少地影响密度，具体取决于物质是固体还是液体。 与固体相比，流体对空气温度和压力的依赖性要小得多。 为了获得准确的密度指示，必须知道相关的空气温度和压力，特别是对于流体。
物体的体积和密度随着气温和/或压力的变化而变化，而其质量保持不变。 根据密度估计公式，如果体积由于压力和/或湿度的影响而增加，而质量保持不变，则密度将减小。
表 1：不同物质的密度与气温和浮力的函数关系
该表显示二氧化碳的密度几乎不随开尔文温度的变化而降低。 对于空气来说，其密度仅减少约0.04 kg/m3。 对于 MEMS 芯片，可能很难清楚地测量这些变化。 而且，如果压力降低1巴，以空气为例，其二氧化碳密度就会降低1.2kg/m3。 另一方面，对于 1 bar 的压力变化，液体密度几乎没有变化。
标准密度
标准密度（也称为“参考密度”）表示物质或物质混合物在一定温度或压力下的密度。 这样可以更好地比较不同的密度值。 以下标准空气温度 tn 和压力 pn 条件常用于所列行业：
表2：不同行业常用的“标准温度”
物质或物质混合物的标准密度可以从所谓的密度表中获得。 密度表的示例可以在此处或其他来源找到：
酒精：1973年颁布的标准《国际酒精含量表》()
糖类：标准“密度测定方法和表格：蔗糖 - 官方；猕猴桃糖、果糖和转化糖 - 官方方式 SPS-4，日期为 1998()
水：《国际单位制中的水密度和国际实用空气温标》，H.，W.1968，PTB出版； 和 HW：“1990 年国际气温标度引入后水的密度随气温变化”
CO2：NIST数据库“NIST参考流体热力学和传输特性数据库”()
相对密度
相对密度是指在各自规定条件下，物质的密度与对照物质的密度之比。 符号为d，通常参考物质为空气或水：
注：比重量纲为“1”
材料密度信息的使用：
密度是表征物质和物质混合物单位体积质量的标准值，常用于物质的分析和合成。
密度值可以导入到各种参数中，并且可以通过估计获得混合物或化合物的组成。
据悉，密度还可以用来测定氨水中的构成物质的含量。 混合物中各组成物质的浓度可用体积比、质量分数或物质含量来表示。
另外，物质的混合物或物质的化合物的质量通常由平均摩尔质量确定。 平均摩尔质量也可以使用密度来确定，但例如天然气可以用平均摩尔质量来表示。
3、准确检测物质密度的方法：
用于测定物质密度的设备和检测方法有多种。 目前比较先进的检测方法是利用MEMS芯片借助谐振器来检测物质的密度。 与此同时，许多较旧的检测方法，如气量计（ ）、比重瓶（ ）和压力法（ ）仍在使用。
(1)燃气表()：
图为燃气表模型，常用于检测液体的密度。 将这个玻璃鱼浮子放入液体中并落入底部，直到测试液体的压力和燃气表的重量达到平衡。 根据阿基米德原理，由浮子浸入的深度即可求出液体的密度。
图 1：燃气表“1.读数刻度 2.浮子 3.水槽”[2]
(2)比重瓶()：
比重瓶可用于检测固体粉末、液体和颗粒的密度，并可通过简单的称重来测量由液体的密度和体积定义的体积。 检测步骤及原理如下：
测量空瓶时比重瓶的质量m1。
2、当比重瓶充满水时，检测质量m2。
当比重瓶充满待测液体时，检测质量m3
根据被测质量m1、m2、m3，可得被测液体的密度为：
图 2：比重瓶“1. 带毛细管的盖子，2. 切割后的活塞，3. 样品溶液”[3]
(3)压力法()：
利用压力的原理，通过检测压力的大小也可以检测出密度。 将沉船浸入待测液体中，用天平测量其压力。 液体的密度可以通过比较压力与沉船的体积来估计。
图3：压力法检测装置“1.校准器，2.升高装置，3.体温检测器，4.装有液体的容器，5.升高装置，6.压力，7.天平，8.底座”
(4)微机电加工芯片()
Ω 芯片是共振密度计。 通过这些方式，谐振器与各种接触液体协同工作，因为振动频率取决于液体的密度。 通过检测谐振器的振动频率，即可得到被测液体的密度。
图4：MEMS芯片“1.薄膜空气温度传感器，2.狭缝，3.检测通道，4.真空水的密度是1g ml，5.电极插座”
4、上述密度检测方法的比较
表3：不同密度检测方法的比较
参考：
[1]（美国）克里斯托弗·G·普利 ( G. ) 撰写； 李桂莲、张卓伟译。化学看似很简单=制作：北京科学技术文献出版社，2014.01：第10页
[2] 2002 Prof.Dr.G.(of) Prof.Dr.K.-D.(PTB)
[3]，-ät 哈雷-
