真密度及孔隙度分析仪

仪器型号：BSD-TD1

样品类型：粉体、块状固体、浆状物、液体

测试内容：真密度

国标：GB/T 23561.2-2009

测试精度：标准铝柱精确度优于±0.03%，标准铝柱重复性优于±0.015%，分辨率：0.0001g/ml

测试速度：3-6min完成整个测试过程(不含恒温时间)，双站分析效率提高一倍。

恒温模式：全自动程序化恒温模式，程序化控制恒温过程，并自动进入测试过程。此恒温模式为可选；

   另有针对微量样品的容积3ml的微体积样品池；亦可方便扩展至2000ml(配备自动切换的相应大体积扩展腔)；特殊要求可定制各种规格样品池

全自动化:  一键完成气路冲洗、样品冲洗、系统恒温、多次重复测试，给出结果。

测试方式:  采用以不同体积的样品池直接作为样品测试腔的“下装式”的测试方式，相对同类仪器通过填塞方式来改变测试腔体积的方式，具有对样品测试腔体积利用率高的优势，从而使测试精度得以提高；“下装卡口式”的样品池，可以方便的同时满足微体积和大体积装样的需求，以达到提高测试精度的目的。

   （专利名称: 样品池下装式真密度仪  专利号:201120436207.5）       

恒温模式（可选）：全自动程序化恒温模式；程序化控制恒温过程，并自动进入测试过程。

   (专利名称：气体置换法真密度仪及其气源预恒温管      专利号：201220708191.3)

阀门类型:  气控阀，从根本上彻底消除了同类仪器电磁阀结构动作时发热引起的基准腔温度的变化及温度的不均匀性，保证了理想的恒温效果；从根本上颠覆了采用软件修正方式来减小电磁阀门发热破坏恒温效果而带来的误差。

   （专利名称: 气控阀真密度仪  专利号:  201220140709.8）    

标准样品： 每台仪器配有标准铝柱样品，经过国家权威机构检测，具有相应测试证书。

基 准 腔:  具有内置1个基准腔；（扩展腔可选，扩展腔可针对不同的样品池体积来提高测试精度；程序根据样品池体积自动选择是否启用扩展腔）。

气    路:  模块化气路结构，阀门与阀门之间无管路接头，减少漏气点，温度场均匀。

压力平衡:  具有自动默认、用户选择及用户自定义三种模式的压力平衡时间，适应不同结构的样品。

操作失误。

检测计量： 仪器经过北京市计量检测科学研究院的计量认证，具有测试证书。            

恢复常压:  具有测试完毕自动恢复常压功能，防止样品飞溅。

控制界面:  清晰形象的图形化控制界面，并可在界面上进行所有硬件的控制操作。

运行日志:  详尽的仪器运行日志，时间精确到秒，该日志为仪器的可靠运行与售后提供保障。

一、测试原理

应用阿基米德原理--气体膨胀置换法，利用小分子直径的惰性气体在一定条件下的玻尔定律(PV=nRT)，通过测定测试腔内样品所排开的气体体积来精确测定样品的骨架体积(含闭孔)，从而得到其真密度，真密度＝质量/骨架体积. 

气体膨胀置换法是以气体取代液体测定样品所排开的体积。此法可避免浸液法中由于样品溶解造成的测试误差，具有不损坏样品的优点。因为气体能渗入样品中极小的孔隙和表面的不规则孔隙，因此测出的样品体积更接近样品的骨架体积，从而可以用来计算样品的密度，测试值也更接近样品的真实密度。

仪器的测试系统由测试腔和基准腔构成，如图。 

待测样品质量：M；测试腔体积：V1；基准腔体积：V2；

测定样品真密度时：

1. 将骨架体积为V(待测)的样品放入测试腔；                            

2. 仪器自动打开测试阀和排气阀排空测试腔和基准腔内的气体，关闭

     排气阀，等压力稳定后，记录此时压力P1；

3. 关闭测试阀，向基准腔内注入一定量的气体并记录稳定后的压力P2；

4. 打开测试阀，将样品测试腔与基准腔连通并记录稳定后的压力P3；

     打开测试阀前后测试腔和基准腔内气体的总摩尔量是相等的，由此可知：

P1(V1-V)+P2V2=P3[(V1-V)+V2]，即    V=V1-(P2-P3)V2/(P3-P1)，

ρ=M/V

即：可得出材料的骨架体积和真密度。

二、气体置换法与浸液法的比较

气体膨胀置换法是以气体取代液体测定样品所排出的体积。 此法排除了浸液法对样品溶解的可能性，具有不损坏样品的优点。 因为气体能渗入样品中极小的孔隙和表面的不规则空陷，因此测出的样品体积更接近样品的骨架体积，从而可以用来计算样品的密度，测试值也更接近样品的真实密度。 另外具有更高的测试效率和自动化程度。

三、发泡材料切孔校正的意义和方法

对于发泡等材料的开孔及闭孔率测试时，在制备长方体的试样过程中，切割试样的6个表面时，总会人为地把一些闭孔泡沫切破变成开孔泡，因此对测得的表观闭(开)率必须进行校正，求出校正闭(开)孔体积分数，才能如实地表征样品的泡孔结构和正确地评价样品的性能。

校正依据国标GB/T 10799-2008中“附录 B(规范性附录)试样制备时开孔误差的矫正”所述的“8分法”。

四、关于气控阀和电磁阀在真密度仪应用上的区别

气控阀由气体推动气缸驱动阀芯动作，以实现阀门的关闭与打开，所以无任何发热，阀门温度稳定。

电磁阀由电流产生磁场驱动阀芯动作，以实现阀门的关闭与打开，电磁线圈有发热，阀门温度随通电时长增大而升高；即使1℃温升的影响，也将造成气体体积定量约0.3%的误差，远大于0.02%的重复性误差要求。所以，对于对温度恒定要求高的场合，需要采用零发热的气控阀来代替电磁阀以提高系统温度的恒定度；但是气控阀的驱动气体需要通过电磁阀来控制供给或切断，相对单一直接采用电磁阀来讲硬件成本将增加。真密度测试的关键点即在于气体体积的精确定量，从而获得样品的准确体积，对温度恒定具有很高的要求。

3H-2000TD系列全自动真密度仪采用行业内气控阀控制结构，从根本上彻底消除了同类仪器采用电磁阀而带来的电磁阀发热而引起的体积定量误差的问题。 

(专利名称：气控阀真密度仪；专利号：201220140709.8)

五、关于“下装式”样品池安装方式

3H-2000TD系列全自动真密度仪由于具有先进的“下装卡口式”样品池安装方式，以样品池直接作为样品测试腔，具有对样品测试腔体积利用率高的优势；对于10ml的样品池，测试腔体积利用率高于90%，从而使对于少量样品的测试精度得以提高。而通常的样品池“上装加盖式”，将样品池装入测试桶内加盖密封后进行测试，“测试桶+样品池”构成的样品测试腔内有大量剩余的无用空间，使测试腔体积利用率低，对于10ml的样品池，测试腔体积利用低于10%，从而造成对于少量样品的测试精度难以保证。

另一方面，“上装加盖式”样品池的体积受制于加盖的测试桶的体积，不适用大体积装样量(难以满足150ml体积以上的装样量)，而“下装卡口式”的样品池，可以满足大体积装样的需求，使装样上限达到500ml以上，以达到拓宽测试范围、扩大适用面、提高测试精度的目的。

(专利名称：样品池下装式真密度仪；专利号：201120436207.5)

六、什么是扩展腔，其作用是什么？

当测试腔体积和基准腔体积相差太悬殊时，不利于测试精度的提高；而测试腔体积因样品体积的变化有较大的变化范围，为了减小基准腔体积和测试腔体积的差别程度，提高精度，可配备用于“扩容”基准腔体积的“扩展腔”；当样品量小时，可采用标准基准腔，当样品体积较大时或者样品密度很小需装样量较大时，可用“扩展腔”来增大基准腔的体积，以适应大体积的测试腔，以实现提高精度的目的。

七、关于正压测试好还是负压测试好？

正压测试是测试压力大于常压，一般是0-1ba，仪器无需配真空泵。

负压测试是测试压力小于常压，测试过程中需要抽真空，仪器需要配真空泵。

对于真密度测试，由于测试压力只到1bar，远谈不上高压，所以对于采用氦气这种所有气体中最难液化的气体，其性质在常温常压附近是所有气体中最接近理想气体的，其在负压和正压条件下的理想化程度的差别与误差要求比较是可以忽略的。

所有可以在负压下测试的材料，均可以在正压下测试；反过来则是不行的。例如对于具有一定挥发性质的液体的测试，在真空负压条件下，则会加剧其挥发，不利于测试的准确性；而正压下则会抑制其挥发，有利于测试的准确性；另外例如对于具有一定吸附能力的样品，如粉体，多孔材料等，在真空负压条件下测试时，样品对于气体的吸附对测试结果的影响则会强于在正压条件下的测试；

所以，对于负压测试应谨慎使用。

负压真正有用的不是在于测试，而是样品处理过程，可以提高处理效率，缩短处理的时间约30%，将处理时间由15min缩短到10min；贝士德公司真密度仪的真空泵为选配件。

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