Hiệu chuẩn tỷ trọng kế

Tỷ trọng kế, còn được gọi là thủy lực kế, là một công cụ quan trọng được tìm thấy trong nhiều môi trường khác nhau như phòng thí nghiệm, nhà máy sản xuất và doanh nghiệp, liên quan đến  đồ uống hoặc chất lỏng khác. Việc hiệu chuẩn tỷ trọng kế là cần thiết để đảm bảo hoạt động chính xác của nó.

Tỷ trọng kế là dụng cụ thí nghiệm dùng để đo mật độ tương đối của chất lỏng tuân theo nguyên tắc độ nổi.

Chúng được được dùng để hiệu chuẩn với nhiều mục đích sử dụng khác nhau, chẳng hạn như tỷ trọng kế để đo mật độ (độ kem) của sữa, đường kế để đo mật độ đường trong chất lỏng hoặc máy đo độ cồn để đo nồng độ cồn trong rượu.

Phân loại theo hiển thị của thang đo:

- Tỷ trọng kế đo khối lượng riêng của chất lỏng tại nhiệt độ riêng ghi trên tỷ trọng kế với đơn vị khối lượng riêng, ví dụ: g/cm³ ; kg/m³ ; g/mL..

- Tỷ trọng kế đo trọng lượng riêng của chất lỏng, hiển thị trọng lượng riêng tại nhiệt độ riêng với khối lượng riêng của nước tại nhiệt độ riêng, ví dụ: sp gr 15,56 ^​oC/15,56 ^​oC có nghĩa là tỷ trọng kế hiển thị trọng lượng riêng của chất lỏng tại 15,56 ^​oC theo khối lượng riêng của nước tại 15,56 ^oC;

- Tỷ trọng kế hiển thị dưới dạng % của các chất hòa tan trong nước tại nhiệt độ riêng ghi trên tỷ trọng kế;

- Tỷ trọng kế hiển thị dưới dạng độ Baumé của chất lỏng nhẹ hơn nước hay tỷ trọng kế API)

Phân loại theo cách đọc: Trên thang đo của tỷ trọng kế nếu ghi “Đọc trên” có nghĩa là đọc giá trị theo mép trên của đường cong mao dẫn chất lỏng. Trường hợp không ghi cách đọc có nghĩa là “Đọc dưới”, đọc giá trị theo mép dưới của đường cong mao dẫn.

Về cấu tạo, tỷ trọng kế là vật hình trụ bằng thủy tinh, phần đáy hơi phình ra hình nón hoặc hình bán cầu, phần trong có chứa chì hoặc thủy ngân (chấn lưu) để có được sự ổn định và làm cho nó chìm trong chất lỏng, phần trên là ống tròn có chứa thang đo chia độ tương đương với các giá trị đo.

Trên tỷ trọng kế sẽ gồm có 5 thang đo:

– API trọng lực: Thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp dầu khí;

– Thang đo Baume: Được dùng trong công nghiệp hóa chất và y dược;

– Cân Brix: Hầu hết được sử dụng trong nước ép trái cây, sản xuất rượu vang và trong công nghiệp đường;

– Quy mô Plato: Được dùng để sản xuất bia;

– Thang đo Twaddell: Sử dụng trong các ngành công nghiệp tẩy, nhuộm.

Tỷ trọng kế hoạt động dựa trên nguyên lý lực đẩy Acsimet

- Một chất rắn lơ lửng trong chất lỏng sẽ nổi lên bằng một lực đẩy tương đương với trọng lượng của phần chất lỏng bị chiếm chỗ bởi phần chìm của chất rắn lơ lửng. 

- Lực này cùng phương và ngược hướng với trọng lực.

- Mật độ của chất lỏng càng thấp, tỷ trọng kế của trọng lượng cho trước càng giảm và ngược lại. Vật sẽ nổi khi "trọng lượng riêng tổng hợp" của nó nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước.

- Tỷ trọng kế chìm sâu hơn trong xăng, dầu hỏa, rượu và nổi nhiều hơn trong nước muối, sữa, axit.

Được ứng dụng rất nhiều trong các ngành công nghiệp có liên quan đến chất lỏng. Một số ứng dụng tiêu biểu có thể kể đến của tỷ trọng kế là:

• Đo lường mức độ tinh khiết của sữa bò. Nếu sữa có sự nguyên chất càng cao thì tỷ trọng kế càng nổi lên, chứng tỏ sữa ít tạp chất.
• Đo chất lượng và tính đồng nhất của nhiều sản phẩm khác như: mật ong, bia, giấm, dầu.
• Đo nồng độ cồn trong rượu, hoặc các đặc tính khác của rượu như hàm lượng đường, độ axit,...
• Đo chất lỏng có tỷ trọng thấp như, xăng, cồn, dầu hỏa
• Đo chất lỏng có tỷ trọng cao như axit, nước muối,..

Hiệu chuẩn tỷ trọng kế là quá trình kiểm tra và điều chỉnh thiết bị để phù hợp với các tiêu chuẩn đã được xác định. Hiệu chuẩn tỷ trọng kế có thể giúp cung cấp các phép đo chính xác và tin cậy, đồng thời cải thiện hiệu suất và tuổi thọ của thiết bị

Chuẩn đo lường: Thiết bị chuẩn đo khối lượng riêng

Phương tiện đo: Bể ổn nhiệt, thiết bị đo nhiệt độ, phương tiện đo nhiệt độ và độ ẩm môi trường.

Phương tiện phụ: Thước vạch, lúp đo, ống chứa dung dịch, phễu thủy tinh, phễu lọc, kính lúp,…

Khi tiến hành hiệu chuẩn, phải đảm bảo các điều kiện môi trường sau đây:

• Nhiệt độ: (20 ± 1) oC;
• Độ ẩm không khí: ≤ 80 %RH (không đọng sương).

– Có trang bị tủ hút, khẩu trang hoặc mặt nạ phòng độc, trang thiết bị phòng chống cháy.

– Chọn thiết bị hiệu chuẩn.

– Chọn điểm hiệu chuẩn.

– Làm sạch UUT cần hiệu chuẩn.

– Pha chế dung dịch hiệu chuẩn.

– Ổn định nhiệt độ.

Phải kiểm tra bên ngoài theo các yêu cầu sau đây:

– Kiểm tra xác định sự phù hợp của UUT với các yêu cầu như: bề mặt của UUT phải nhẵn, làm bằng thủy tinh trong suốt, không có bọt khí, đường gợn hay các lỗi do chế tạo khác.

– Thang đo phải được gắn cố định trên thân của UUT và các vạch chia độ phải đều nhau và sắc nét.

– Vật liệu dùng làm tải trọng (vật liệu đầm) phải được giữ cố định.

– Nhãn mác: UUT phải có nhãn mác thể hiện các thông tin sau:

+ Phạm vi đo;

+ Giá trị độ chia;

+ Kiểu;

+ Tên cơ sở sản xuất;

+ Số sản xuất của UUT;

+ Các thông tin khác (nếu có): Phù hợp theo tiêu chuẩn nước ngoài (ASTM, BS, ….), nhiệt độ ghi khắc trên thang đo, cách đọc giá trị đo …

Phải kiểm tra kỹ thuật theo các yêu cầu sau đây:

– Điểm bắt đầu thang đo phải cách đầu thanh đo ít nhất 15 mm và điểm cuối thanh đo phải cách chỗ thay đổi tiết diện ngang UUT ít nhất là 3 mm.

– Thang đo của UUT phải nằm trong thanh đo, các vạch chia phải vuông góc với trục của UUT và không đứt đoạn.

– Khoảng cách giữa 2 vạch bất kỳ của thang đo chia độ không được nhỏ hơn 0,8 mm và không lớn hơn 3 mm.

– Khi thả vào trong dung dịch, UUT phải nổi theo phương thẳng đứng, các vạch trên thang đo nằm ngang với bề mặt chất lỏng.

– Phương pháp: Phương pháp hiệu chuẩn là việc so sánh kết quả đo của UUT cần hiệu chuẩn với thiết bị chuẩn đo khối lượng riêng trong cùng một dung dịch hiệu chuẩn tại nhiệt độ (20 ÷ 0,02) ^oC.

Tỷ trọng kế sau khi hiệu chuẩn được cấp giấy chứng nhận hiệu chuẩn kèm kết quả hiệu chuẩn.

Chu kỳ hiệu chuẩn khuyến nghị: 01 năm