Was ist ein Densitometer?
Densitometer sind Geräte, die die Menge von Substanzen in Flüssigkeiten und Gasen in Echtzeit messen. Bei flüssigen Densitometern werden die physikalischen Eigenschaften der Probe gemessen und anhand einer Kalibrierkurve in einen Konzentrationswert umgerechnet. Die wichtigsten Messprinzipien sind Brechungsindex, Dichte, Schallgeschwindigkeit, Leitfähigkeit und Absorption.
Wenn ein Konzentrationswert aus einem einzigen Wert einer physikalischen Eigenschaft berechnet wird, ist er auf die Messung der Konzentration eines Zweikomponentengemischs beschränkt; durch die Kombination mehrerer Werte physikalischer Eigenschaften kann jedoch die Konzentration von etwa drei Komponenten gemessen werden.
Bei der Entnahme eines Peaks einer bestimmten Substanz und dessen Messung werden mehrere Komponenten unterstützt, aber es ist ratsam, das System nach jeder Verwendung zu kalibrieren, da eine stabile Basislinie erforderlich ist. Außerdem muss überprüft werden, dass sich bestimmte Peaks nicht mit anderen Komponenten in der Probe überschneiden.
Anwendungen von Densitometern
Für die Analyse von Konzentrationen werden HPLC und Elementaranalysen verwendet. Da diese jedoch zeit- und arbeitsintensiv sind, verwenden Densitometer eine andere Methode für Echtzeitmessungen.
Daher werden sie hauptsächlich zur kontinuierlichen Messung der Konzentration von Flüssigkeiten eingesetzt, indem sie an Leitungen und Tanks in Fabriken und Laboreinrichtungen angebracht werden. Für die Messung der Alkoholkonzentration sieht die von der nationalen Steuerverwaltung vorgeschriebene Analysemethode beispielsweise die Verwendung eines Densitometers vor.
Neben Ethanol kann das Dichtemessgerät auch für eine Vielzahl anderer Flüssigkeiten wie IPA, Salzsäure, Schwefelsäure, Natriumhydroxid, Aceton, NMP, Benzin, Diesel, Schmieröl, Kühlmittel, Bier, Zucker (Brix) usw. verwendet werden, so dass es in allen Industriezweigen eingesetzt werden kann, einschließlich Chemie, Erdöl, Lebensmittel, Getränke, Halbleiter, Batterien und Automobil.
Es gibt auch Densitometer, mit denen nicht nur die Dichte von Flüssigkeiten, sondern auch von Schlämmen und anderen festen Stoffen gemessen werden kann, doch muss geprüft werden, ob die Geräte kompatibel sind. Zu den Schlämmen gehören Keramikschlämme, Metallschlämme, Harzschlämme und Lebensmittel. Auch in der Batterieindustrie ist eine steigende Nachfrage zu verzeichnen.
Funktionsweise von Densitometern
Da es verschiedene Messprinzipien für die Konzentrationsmessung gibt, muss das für den jeweiligen Zweck am besten geeignete Messprinzip ausgewählt werden.
Wird nicht das optimale Messprinzip gewählt, kann der Mechanismus komplizierter oder teurer als nötig sein, oder es wird nicht die erforderliche Genauigkeit erreicht.
Daher ist es ratsam, mehrere Messprinzipien parallel zu vergleichen, wenn das gewünschte Messprinzip noch nicht feststeht. Für den Vergleich von Messprinzipien benötigen Sie einen Tischanalysator zur Messung der jeweiligen physikalischen Eigenschaften.
Refraktometer und Dichtemessgeräte beispielsweise gibt es sowohl in Tisch- als auch in Prozessausführung, so dass die Verfügbarkeit von Messungen in kleinem Maßstab untersucht werden kann. Für Massedurchflussmesser gibt es beispielsweise keine Tischgeräte, so dass Kalibrierkurven aus den Daten der durch den Prozess fließenden Probe erstellt werden müssen, was ein großes Unterfangen ist.
NIR bietet beispielsweise die Möglichkeit einer Multiparameteranalyse, aber die erforderliche Datenmenge ist groß und die Einführungskosten sind hoch. Hinsichtlich des Messprinzips ist es einfacher, das Messprinzip nach der Einführung zu verifizieren, wenn es sich um einen universell einsetzbaren, standardisierten Gegenstand handelt, der auch für unterstützende Messungen verwendet werden kann.