密度計的原理及種類

密度計

物體的重力將物體拉向地面，但是如果將物體放在液體中，一種名為浮力的力量將產生反方向的作用力。 浮力的大小等同于物體取代的液體的重力，或者說是排開的水的重力。

密度計根據重力和浮力平衡的變化上浮或下沉。 一個功能完好的密度計僅能處于漂浮狀態，因此浮力向上推的力量要比重力向下拉的力量稍微大一點。

密度計的原理

因為密度計的體積沒有發生變化， 其排開水的體積相同*。但是，因為其中包含了更多的水而變得更重。 當重力大于浮力時，密度計會下沉。 密度計的重量小于相同體積水的重量，所以密度計重新浮起。密度計的讀數是下大上小，當它浸入不同的液體中，體積不變示數發生變化，密度計底部的鐵砂或鉛粒是用來保持平衡的！

密度計讀數下大上小是因為P=ρgh，密度計進入液體越深，壓強也就越大，所以密度計讀數是下大上小。

密度計的種類

常用的密度計和比重計有浮子式密度計、靜壓式密度計、振動式密度計和放射性同位素密度計。

浮子式密度計它的工作原理是：物體在流體內受到的浮力與流體密度有關，流體密度越大浮力越大。

靜壓式密度計它的工作原理是：一定高度液柱的靜壓力與該液體的密度成正可以用比重數值作為刻度值。這類儀器中最簡單的是目測浮子式玻璃比重計， 簡稱玻璃比重計。

膜盒是一種常用的壓力測量元件，用它直接測量樣品液柱靜壓的密度計稱為膜盒靜壓式密度計。

另一種常用的是單管吹氣式密度計。它以測量氣壓代替直接測量液柱壓力。將吹氣管插入被測液體液面以下一定深度，壓縮空氣通過吹氣管不斷從管底逸出。此時管內空氣的壓力便等于那段高度的樣品液柱的壓力，壓力值可換算成密度。

兩位奧地利科學家Hans.Stabinger和Hans Leopord發現了振蕩管密度計的測量原理：物體受激而發生振動時，其振動頻率或振幅與物體本身的質量有關。

U型振蕩管

如果在一個U型的玻璃管內充以一定體積的液體樣品，則其振動頻率或振幅的變化便反映一定體積的樣品液體的質量或密度以及比重。兩位科學家后來設計出原型并交由Urich Santner以及其公司Anton Paar在 1967年設計了最早的數字式液體密度計。目前全自動的液體密度計均基于U型振蕩管的原理。

放射性同位素密度計儀器內設有放射性同位素輻射源。它的放射性輻射（例如γ射線），在透過一定厚度的被測樣品后被射線檢測器所接收。一定厚度的樣品對射線的吸收量與該樣品的密度有關，而射線檢測器的信號則與該吸收量有關，因此反映出樣品的密度。

關鍵詞： 密度計 原理