沉降天平簡(jiǎn)介

sedimentation balance

什么是沉降天平?

具體是將秤盤(pán)置入一個(gè)較大的有刻度的開(kāi)口玻璃杯中，玻璃杯內(nèi)盛有一定濃度的懸浮液。該懸浮液中的固體微顆粒會(huì)隨著時(shí)間的推移逐漸沉降在天平的秤盤(pán)上，大顆粒先沉降，小顆粒慢沉降，這樣就會(huì)得到一條原始的沉降曲線(xiàn)。根據(jù)斯托克斯定理，粉塵顆粒在沉降過(guò)程中，會(huì)發(fā)生顆粒分級(jí)，靜止的沉降液的粘滯性對(duì)沉降顆粒起著摩擦阻力作用，按公式計(jì)算:

r = 9η/ [2 g (γk –γt )] ?? (H / t)

式中:

r = 顆粒半徑 cm

η= 沉降液粘度 泊，即 克/厘米??秒

γk= 顆粒比重 克/厘米3

γt = 沉降液比重 克/厘米3

H = 沉降高度(沉降液面到稱(chēng)盤(pán)底面的距離) 厘米

t = 沉降時(shí)間 秒

g = 重力加速度 980厘米/秒2

當(dāng)測(cè)出顆粒沉降至一定高度H 所需之時(shí)間t 后，就能算出沉降速度V、 顆粒半徑r。所謂沉降分析法就應(yīng)用此理論來(lái)求得顆粒分布情況。

利用沉降天平的原理測(cè)試固體顆粒的大小和分布的儀器，通常也叫做"沉降式粒度儀"。

沉降式粒度儀有二種:自然沉降法和離心沉降法。利用沉降天平原理的是自然沉降法，測(cè)試的顆粒一般在1μm以上，太小的顆粒無(wú)法沉降或沉降的時(shí)間太長(zhǎng);采用離心的方法可測(cè)的固體顆粒就小的多了。

上海方瑞儀器有限公司生產(chǎn)TZC系列沉降天平，就是一種利用自然沉降原理的研發(fā)制造的帶數(shù)據(jù)處理的沉降式粒度儀，能測(cè)定1~600μ之間的顆粒大小及分布。儀器由高精度電子天平和計(jì)算機(jī)及顆粒度數(shù)據(jù)處理軟件組成，能完成沉降曲線(xiàn)采集、存儲(chǔ)、調(diào)用;顆粒大小、中位徑、平均粒徑、比表面積測(cè)定;平均誤差計(jì)算;顆粒分布分析;計(jì)算結(jié)果、圖表(直方圖、頻譜分布圖、累計(jì)分布圖、數(shù)據(jù)列表)打印等。

常見(jiàn)的天平有以下三類(lèi):普通的托盤(pán)天平、半自動(dòng)電光天平、電子天平。

普通的托盤(pán)天平是采用杠桿平衡原理，使用前須先調(diào)節(jié)調(diào)平螺絲調(diào)平。稱(chēng)量誤差較大，一般用于對(duì)質(zhì)量精度要求不太高的場(chǎng)合。 調(diào)節(jié)1g以上質(zhì)量使用砝碼，以下使用游標(biāo)。砝碼不能用手去拿，要用鑷子夾。

半自動(dòng)電光天平是一種較精密的分析天平 ，稱(chēng)量時(shí)可以準(zhǔn)至0.0001g。調(diào)節(jié)1g以上質(zhì)量用砝碼，990~10mg用圈碼，尾數(shù)從光標(biāo)處讀出。使用前須先檢查圈碼狀態(tài)，再預(yù)熱半小時(shí)。稱(chēng)量必須小心，輕拿輕放。稱(chēng)量時(shí)要關(guān)閉天平門(mén)，取樣、加減砝碼時(shí)必須關(guān)閉升降樞。

電子天平是最新一代的天平，它是根據(jù)電磁力平衡原理，直接稱(chēng)量，全量程不需要砝碼，放上被測(cè)物質(zhì)后， 在幾秒鐘內(nèi)達(dá)到平衡，直接顯示讀數(shù)，具有稱(chēng)量速度快，精度高的特點(diǎn)。它的支撐點(diǎn)采取彈簧片代替機(jī)械天平的的瑪瑙刀口，用差動(dòng)變壓器取代升降樞裝置，用數(shù)字顯示代替指針刻度。因此具有體積小、使用壽命長(zhǎng)、性能穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便和靈敏度高的特點(diǎn)。此外，電子天平還具有自動(dòng)校正、自動(dòng)去皮、超載顯示、故障報(bào)警等功能。以及具有質(zhì)量電信號(hào)輸出功能，且可與打印機(jī)計(jì)算機(jī)聯(lián)用，進(jìn)一步擴(kuò)展其功能，如統(tǒng)計(jì)稱(chēng)量的最大值、最小值、平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差等。由于電子天平具有機(jī)械天平無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，盡管其價(jià)格偏高，但也越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，并逐步取代機(jī)械天平。