產品介紹

目　　錄

1. 技術背景知識 1

1.1. 密度及相關概念 1

1.1.1. 真實密度 2

1.1.2. 表觀密度 2

1.1.3. 體積密度 3

1.1.4. 堆積密度 3

1.2. 孔隙率 4

1.3. 空隙率 4

2. 密度測量方法 5

3. 全自動真密度儀原理 6

4. 儀器參數 7

5. 功能簡介 8

6. 與國外產品技術對比分析 8

7. 儀器特點 8

8. 全自動真密度儀產品優點 9

9. 應用領域 9

10. 參考資料 9

11. 供應商信息 9

1. 技術背景知識

1.1. 密度及相關概念

在物理學中，密度是指某種物質的質量與該物質體積的比值，其公式為：

ρ = m / V

ρ—物質的密度，kg/m³；

m—物質的質量，kg；

V—物質的體積，m³。

密度是物質的物理特性之一，不同物質的密度一般不同，反映了不同物質的不同性質，因此，可以根據密度來鑒別物質。密度不隨物質形狀和空間地理位置的變化而變化，但因物質的狀態、溫度、壓強的改變而改變。例如，水的三種狀態冰、水、水蒸汽密度不同；蒸汽鍋爐中，同樣是水蒸汽，因壓強不同，蒸汽密度也不同。

密度在使用過程中，由于應用領域不同，物質形態差異，對其體積的定義有較大的區別，例如，對于塊狀金屬，其體積為排開水的容積；對于玉米、小米等糧食，更關心其堆體積；而對于多孔材料，需要了解其骨架體積。為此，需要對體積進行嚴格的定義。根據應用需求，體積可分為密實體積、自然體積和堆體積三類。

(1) 密實體積

密實體積是指密實狀態下的體積，即指構成材料的固體物質本身的體積。例如：翡翠、鋼板、瑪瑙、橡膠等。

(2) 自然體積

自然體積是指自然狀態下的體積，即指固體物質的體積與全部孔隙體積之和。例如：面包，表面有象蜂窩一樣的開孔，內部則是如同氣泡一樣的封閉孔。類似材料很多，木頭、透氣磚、分子篩、活性炭、泡沫等。

(3) 堆積體積

堆積體積是指自然狀態下的體積與顆粒之間的空隙之和。日常生活中常見，例如：糧食、水泥、土壤等。

密度的相關概念，如體積密度、表觀密度、真密度等均與上述三個體積密切相關。以多孔材料為例，其體積包括開口孔隙、閉口孔隙和固體三部分，如下圖所示。深入材料內部，構成封閉狀，不與外界相通的孔為閉孔，所有的閉孔體積之和為閉口孔隙。一端在材料表面開口，另一端深入材料內部，稱為盲孔；一端在材料表面開口，穿過材料到另一端表面也存在開孔，稱為貫通孔；一端在材料表面開孔，深入材料內部后，又產生若干相通的分支，這些分支均通過主孔與材料表面相通，稱為交聯孔。盲孔、貫通孔和交聯孔都具有一個共性，即有一端與外界相通，所以這類孔統稱為開孔，由這些孔構成的開孔體積之和即為開口孔隙。

1—固體  2—閉口孔隙  3—開口孔隙（盲孔）　4—開口孔隙（交聯孔）  5—開口孔隙（貫通孔）

圖11多孔材料自然狀態下體積示意圖

有了上述的定義和基本知識，對一些概念的詮釋便容易理解。設多孔材料中的固體骨架部分的質量為m，由于開孔孔隙與閉口孔隙內填充的為氣體，其質量可忽略不計，即多孔材料總質量與固體骨架質量相等，也為m，固體物質構成的體積為V_固，閉口孔隙體積為V_閉，開口孔隙體積為V_開。

1.1.1. 真實密度

真實密度簡稱真密度（true density），是指物質在密實狀態下單位體積的質量，其表達公式為：

ρ_t = m / V_固

ρ_t—多孔材料的真實密度，kg/m³；

m—多孔材料固體的質量，kg；

V_固—多孔材料中固體骨架部分所占的體積，m³。

由公式可以看出，對于多孔材料單個顆粒而言，真密度是扣除開口孔隙和閉口孔隙體積后由物質骨架部分所占體積的質量，即材料在無孔狀態下的密度。對催化劑又稱骨架密度，它是單位體積催化劑骨架或固體部分(不包括顆粒之間間隙及顆粒內微孔體積)的質量。

由于苯、異丙醇等可以進入多孔材料除骨架以外的開孔中，因此可以用苯替代汞，采及排液置換法測定材料的真密度。但嚴格地講，苯不能進入多孔材料閉口孔隙和極微細的微孔中，所以苯測出的密度接近于真密度，如果需要精密地測定，需要將材料磨成粉末，破壞閉口孔隙，采用氦氣、氖氣或氬氣等不被材料吸附的惰性氣體以排氣置換法進行測定，通常采用真空容量法吸附裝置。

1.1.2. 表觀密度

表觀密度（apparent density）又稱視密度，是指多孔材料固體的質量與表觀體積之比，表觀體積是材料固體骨架部分所占體積加閉口孔隙所占體積，此體積即材料排開水的體積，其表達公式為：

ρ_a = m / (V_固+V_閉)

ρ_a—多孔材料的真密度，kg/m³；

m—多孔材料固體的質量，kg；

V_固—多孔材料中固體骨架部分所占的體積，m³，

V_閉—多孔材料中閉口孔隙所占的體積，m³。

1.1.3. 體積密度

體積密度（particle density）是指多孔材料在自然狀態下單位體積的質量，對單個顆粒而言，又稱為顆粒密度，表示單個顆粒包括顆粒內部開口孔隙和閉口孔隙體積在內的密度。其表達公式為：

ρ_p = m / (V_固+V_開+V_閉)

ρ_p—多孔材料的體積密度，kg/m³；

m—多孔材料固體的質量，kg；

V_固—多孔材料中固體骨架部分所占的體積，m³，

V_開—多孔材料中開口孔隙所占的體積，m³，

V_閉—多孔材料中閉口孔隙所占的體積，m³。

1.1.4. 堆積密度

堆積密度又稱填充密度（bulk density），是散粒材料在規定裝填條件下單位體積的質量，因裝填條件不同又分為松裝密度和振實密度。圖12為實心顆粒和多孔顆粒在裝填狀態下的體積示意圖，其表達公式為：

ρ _b = m / (V_固+V_開+V_閉+V_空)

ρ_b—實心顆?；蚨嗫最w粒的堆積密度，kg/m³；

m—實心顆粒的質量或多孔顆粒固體的質量，kg；

V_固—實心顆粒所占的體積或多孔顆粒固體骨架部分所占的體積，m³，

V_開—多孔顆粒開口孔隙所占的體積，m³，

V_閉—多孔顆粒閉口孔隙所占的體積，m³。

V_空— 實心顆?；蚨嗫最w粒之間空隙所占的體積，m³。

1—固體  2—閉口孔隙  3—開口孔隙  4—粒間空隙

圖12實心顆粒與多孔顆粒填充狀態下體積示意圖

對于同種物質，顆粒大小相同情況下，實心顆粒的堆積密度大于多孔顆粒的堆積密度，因為兩者占用的空間體積相同，但是質量不同，如同一個體積相同的鐵球和空心鐵球一樣。多孔顆粒內部由于具有開口孔隙和閉口孔隙，導致其不“密實”。堆積密度經常用于玉米、小麥、大米、大豆、油菜籽等糧食作物的計量，此時又稱為容重，即單位體積的質量，主要強調某種物質占用的空間體積。堆積密度與真實密度、表觀密度、體積密度不同之處是加入了顆粒間的間隙，該間隙與顆粒的形狀、大小等有關。

為了更清晰地對各密度加以區分，對它們對應的體積進行了詳細的對比，如圖13所示。

圖13各種密度對應體積對比圖

1.2. 孔隙率

孔隙率（porosity）是指多孔材料中孔隙體積與自然狀態下的體積之比的百分率。此處的孔隙體積是指多孔材料內部的開口孔隙和閉口孔隙，即針對材料內部孔、洞而言，不涉及顆?；蚍勰┎牧现g的空隙，區別在于內部“孔”和粒間“空”?？紫堵实谋磉_公式為：

ε_p = (V_開+V_閉) / (V_固+V_開+V_閉)

ε_p—多孔材料的孔隙率，%；

V_開—多孔顆粒開口孔隙所占的體積，m³，

V_閉—多孔顆粒閉口孔隙所占的體積，m³。

V_固—實心顆粒所占的體積或多孔顆粒固體骨架部分所占的體積，m³。

孔隙率又分為開口孔隙率和閉口孔隙率。

開口孔隙率是指多孔材料中開口孔隙的體積與材料在自然狀態下的體積之比的百分率，有時又指材料中能被水飽和（即被水所充滿）的孔隙體積與材料在自然狀態下的體積之比的百分率；閉口孔隙率是指多孔材料中閉口孔隙的體積與材料在自然狀態下的體積之比的百分率。兩者的表達式為：

開口孔隙率= V_開/ (V_固+V_開+V_閉)

閉口孔隙率= V_閉/ (V_固+V_開+V_閉)

1.3. 空隙率

空隙率（void fraction）是指散粒材料在自然堆積狀態下，其中的空隙體積與散粒材料在自然狀態下的體積之比的百分率。依據圖12，多孔顆?？障堵实谋磉_公式為：

ε_B = (V_空+V_開)/ (V_空+V_固+V_開+V_閉)

實心顆?？障堵实谋磉_公式為：

ε_B =V_空/ (V_空+V_固+V_開+V_閉)

ε_B—顆粒材料的空隙率，%；

V_開—多孔顆粒開口孔隙所占的體積，m³，

V_閉—多孔顆粒閉口孔隙所占的體積，m³。

V_固—實心顆粒所占的體積或多孔顆粒固體骨架部分所占的體積，m³。

V_空— 實心顆?；蚨嗫最w粒之間空隙所占的體積，m³。

實心顆?？障堵逝c多孔顆?？障堵实膮^別在于是否考慮了多孔顆粒內部的開口孔隙體積，由于實心顆粒為密實狀態，沒有內部孔隙，因此，其空隙率為顆粒之間的空隙與堆積體積之比的百分率，而多孔顆粒由于具有內部開口孔隙和閉口孔隙，其空隙率表現為顆粒之間的空隙體積與多孔顆粒內部的開口孔隙體積之和相對于堆積體積之比。

2. 密度測量方法

表21各種密度測量原理及測量方法統計表

表22關于密度測量的相關標準對比表

全自動真密度測試儀全自動真密度測試儀