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摘 要：由精馏塔出口采出的精甲醇，它的温度都在35℃以上，在通常情况下我们使用的密度计的温度范围在（5-35℃），虽然中间控制人员可以按照要求对甲醇样品进行冷却后在重新测定，但是从长期的实践与研究看来，我们发现采用不同温度测量出来的密度同样都校正到20℃的时候，结果还是会存在差异。因此，我们采用有著名科学家梅特勒—托利多发明的DM40密度计，该仪器自身可以把样品密度调节到20℃之后，再显示测量结果，这样就可以消除温度带来的误差，使得测量结果精准、快速、稳定。本文主要介绍采用DM40密度计准确快速测定精馏塔出口的甲醇密度。
关键词：DM40密度计 工业甲醇 密度 温度
引言：在工业化生产甲醇的过程中，需要对甲醇进行控制和分析，同时还要求能够快速、精准的进行数据测量，这样才有助于对生产设备、装置进行及时调节。在通常状况下测量液体的密度有很多种方法，依据测量原理的不同可以分为以下三种测量方法：密度计法、韦氏天平法、密度瓶法。对于极易挥发的有机液体来说，采用密度计法和韦氏天平法是非常不合适的。但是采用密度瓶法，操作繁杂、费时费力，在化工生产的控制分析中是不可以采用的。所以，我们采用DM40密度计来测定甲醇样品的密度，使用该仪器整个过程操作简单、快速、计算准确、测定结果很理想是不错的测量方法。
一、测定原理
梅特勒—托利多DM40密度计，它主要依据U型玻璃管的电磁感动振动法，来对甲醇样品的密度进行测量。如上图所示，是一个完整的运动变化过程，它的一个振动周期用T来表示，其中f代表振动频率。它的频率就是管内物质质量的函数。当物质的质量增加时，它的频率f就会降低减小，此时振动的周期T时间就会加长。T与f的函数关系是：f=1/T[1/S]。在DM40密度计上，把一块很小的磁体固定在测量管壁上，利用变送器让其振动，由传感器来测量振动周期T。其中振动计算振动周期的公式为：
T=2π√（PVc+mc）/K
T=KT2/4π2 Vc-mc/Vc
因此，P=AT2+B
在公式中：
P——测量管中样品密度，g/cm3；
V——样品的体积（管容量），cm3；
M——测量管的质量，g；
K——测量管常数，g/s2。
其中A与B是常数不会改变，它们是根据测量管的弹性、结构以及质量来测定的。测量管的系数由已经知道的水和空气的标准物质振动周期T来计算得来，如下图2：
F=K/4π2Vc=（Pa-Ps）/（Ta2-Ts2）
F（Ta2-Ts2） =（Pa-Ps）
Ps=Pa-F（Ta2-Ts2）
式中：
Pa——空气密度，g/cm3；
Pw——水密度，g/cm3；
Ps——测量管中样品的密度，g/cm3；
F——测量管系数；
Ta——测得空气的振动周期，s；
Tw——测得水的振动周期，s；
T——测量管中样品的振动周期，s。
二、技术参数
测量范围 0.0001到3g/cm3
精确度 1×10^4
重复性 1×10^4
分辨率 1×10^4
温度 控制：帕尔贴元件 范围：4到90摄氏度
精确度 0.05℃（10到30℃）
0.01℃（4到90℃）
样品需求量 最少1.2毫升
测量时间 2分钟
三、实践与讨论
3.1仪器与试剂
梅特勒—托利多DM40密度计、10ml注射器、无水甲醇、超纯水
3.2分析环节与步骤
第一步，将仪器连接好，打开电源，将仪器预热15分钟。第二步，利用注射器抽入大约3ml的待测样品。第三，把注射器插入样品入口。第四，利用注射器注入测量槽大约2ml式样，再注入时要注意仔细观察，不能把气泡输入到测量槽内。第五，将注射器留在样品的入口处。第六步，按下也就是测量键。第六，在测量完成后，一起上显示“RESULT”（产生）字样，即可读取数据。最后用注射器装满10ml高挥发性溶液比如酒精，来清晰测量管。
3.3结果与讨论
从实际生活中的应用我们来看，采用梅特勒—托利多DM40密度测量计来对样品的密度进行测量，有非常好的重现性。如下图表1和表2，同一批试样在不同时间的四次平行测定结果如图：
表1 2014年5月6号测定结果 g/cm3
样品 20℃密度测量结果
甲醇样品 1 0.7949 0.7950 0.7950 0.7950
甲醇样品 2 0.8063 0.8063 0.8063 0.8063
纯水 0.9982 0.9982 0.9982 0.9982
甲醇样品1标准偏差：0.01‰
甲醇样品2标准偏差：0.00‰
纯水标准偏差：0.00‰
表2 2014年5月16号测量结果 g/cm3
样品 20℃密度测量结果
甲醇样品 1 0.7590 0.7590 0.7590 0.7590
甲醇样品 2 0.8069 0.8069 0.8069 0.8069
纯水 0.9982 0.9982 0.9982 0.9982
甲醇样品 1标准偏差：0.00‰
甲醇样品 2标准偏差：0.00‰
纯水标准偏差：0.01‰
采用国家标准GB/T4472-2011中2. 3. 3密度计法，对该批样品进行检测，检测结果如下表3：
表3 检测结果 g/cm3
样品 20℃密度测量结果
甲醇样品 1 0.795
甲醇样品 2 0.807
四、结论
（1）从上面的数据中分析结果可以得到，梅特勒—托利多DM40密度计测定的结果偏差非常小，完全可以满足甲醇密度分析的要求，两次平行测量的结果差值，不超过0.0003g/cm3d要求。
（2）采用该仪器的分析过程非常简单、快速、数据精准、直接调整到20摄氏度再测量密度，一个式样仅仅需要2分钟就可以测定。梅特勒—托利多DM40密度计操作简单、容易掌握，检测结果直接由数据显示出来，这样可以避免人为因素造成的读数带来的误差，使测量结果更加精准。
（3）采用梅特勒公司生产的DM40密度仪测定甲醇密度与标准法测定甲醇密度相比具有很好的优势，它检测出来的结果更加准确、误差更小，是测量甲醇密度很好的选择。
梅特勒公司生产的DM40密度仪，把当代最新科学技术的研究成果融入进去，与标准化测量密度相比，分析更加自动化、操作更加简单化。
参考文献
[1]蔡建新，包尚联. 双能量X线吸收法和骨密度测量仪的研制[A]. 中国电子学会核电子学与核探测技术分会、中国核学会核电子学与核探测技术分会.第8届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集（二）[C].中国电子学会核电子学与核探测技术分会、中国核学会核电子学与核探测技术分会：，1996：4.
[2]冯力，张国权，张国志，黄盛兴，范海东，徐天民，张锦忠. X线、螺旋CT及双能X线骨密度测量仪对拔牙窝骨密度测量的评价[J]. 海南医学，2006，08：124-125+175.
[3]封君兴，周秋红，丁华. DMA4500数字式密度计测定甲醇密度不确定度的评定与表示[J]. 现代测量与实验室管理，2003，01：34-35.
[4]程晓光，李娜，余卫. 美国放射学院（ACR）关于定量CT（QCT）骨密度测量操作指南[J]. 中国骨质疏松杂志，2013，09：991-997.
作者简介：许卫平，太原理工大学，大学专科，研究方向化学工程及检测分析，单位：山西焦化股份有限公司甲醇厂质检科，技师
关键词：DM40密度计 工业甲醇 密度 温度
引言：在工业化生产甲醇的过程中，需要对甲醇进行控制和分析，同时还要求能够快速、精准的进行数据测量，这样才有助于对生产设备、装置进行及时调节。在通常状况下测量液体的密度有很多种方法，依据测量原理的不同可以分为以下三种测量方法：密度计法、韦氏天平法、密度瓶法。对于极易挥发的有机液体来说，采用密度计法和韦氏天平法是非常不合适的。但是采用密度瓶法，操作繁杂、费时费力，在化工生产的控制分析中是不可以采用的。所以，我们采用DM40密度计来测定甲醇样品的密度，使用该仪器整个过程操作简单、快速、计算准确、测定结果很理想是不错的测量方法。
一、测定原理
梅特勒—托利多DM40密度计，它主要依据U型玻璃管的电磁感动振动法，来对甲醇样品的密度进行测量。如上图所示，是一个完整的运动变化过程，它的一个振动周期用T来表示，其中f代表振动频率。它的频率就是管内物质质量的函数。当物质的质量增加时，它的频率f就会降低减小，此时振动的周期T时间就会加长。T与f的函数关系是：f=1/T[1/S]。在DM40密度计上，把一块很小的磁体固定在测量管壁上，利用变送器让其振动，由传感器来测量振动周期T。其中振动计算振动周期的公式为：
T=2π√（PVc+mc）/K
T=KT2/4π2 Vc-mc/Vc
因此，P=AT2+B
在公式中：
P——测量管中样品密度，g/cm3；
V——样品的体积（管容量），cm3；
M——测量管的质量，g；
K——测量管常数，g/s2。
其中A与B是常数不会改变，它们是根据测量管的弹性、结构以及质量来测定的。测量管的系数由已经知道的水和空气的标准物质振动周期T来计算得来，如下图2：
F=K/4π2Vc=（Pa-Ps）/（Ta2-Ts2）
F（Ta2-Ts2） =（Pa-Ps）
Ps=Pa-F（Ta2-Ts2）
式中：
Pa——空气密度，g/cm3；
Pw——水密度，g/cm3；
Ps——测量管中样品的密度，g/cm3；
F——测量管系数；
Ta——测得空气的振动周期，s；
Tw——测得水的振动周期，s；
T——测量管中样品的振动周期，s。
二、技术参数
测量范围 0.0001到3g/cm3
精确度 1×10^4
重复性 1×10^4
分辨率 1×10^4
温度 控制：帕尔贴元件 范围：4到90摄氏度
精确度 0.05℃（10到30℃）
0.01℃（4到90℃）
样品需求量 最少1.2毫升
测量时间 2分钟
三、实践与讨论
3.1仪器与试剂
梅特勒—托利多DM40密度计、10ml注射器、无水甲醇、超纯水
3.2分析环节与步骤
第一步，将仪器连接好，打开电源，将仪器预热15分钟。第二步，利用注射器抽入大约3ml的待测样品。第三，把注射器插入样品入口。第四，利用注射器注入测量槽大约2ml式样，再注入时要注意仔细观察，不能把气泡输入到测量槽内。第五，将注射器留在样品的入口处。第六步，按下
3.3结果与讨论
从实际生活中的应用我们来看，采用梅特勒—托利多DM40密度测量计来对样品的密度进行测量，有非常好的重现性。如下图表1和表2，同一批试样在不同时间的四次平行测定结果如图：
表1 2014年5月6号测定结果 g/cm3
样品 20℃密度测量结果
甲醇样品 1 0.7949 0.7950 0.7950 0.7950
甲醇样品 2 0.8063 0.8063 0.8063 0.8063
纯水 0.9982 0.9982 0.9982 0.9982
甲醇样品1标准偏差：0.01‰
甲醇样品2标准偏差：0.00‰
纯水标准偏差：0.00‰
表2 2014年5月16号测量结果 g/cm3
样品 20℃密度测量结果
甲醇样品 1 0.7590 0.7590 0.7590 0.7590
甲醇样品 2 0.8069 0.8069 0.8069 0.8069
纯水 0.9982 0.9982 0.9982 0.9982
甲醇样品 1标准偏差：0.00‰
甲醇样品 2标准偏差：0.00‰
纯水标准偏差：0.01‰
采用国家标准GB/T4472-2011中2. 3. 3密度计法，对该批样品进行检测，检测结果如下表3：
表3 检测结果 g/cm3
样品 20℃密度测量结果
甲醇样品 1 0.795
甲醇样品 2 0.807
四、结论
（1）从上面的数据中分析结果可以得到，梅特勒—托利多DM40密度计测定的结果偏差非常小，完全可以满足甲醇密度分析的要求，两次平行测量的结果差值，不超过0.0003g/cm3d要求。
（2）采用该仪器的分析过程非常简单、快速、数据精准、直接调整到20摄氏度再测量密度，一个式样仅仅需要2分钟就可以测定。梅特勒—托利多DM40密度计操作简单、容易掌握，检测结果直接由数据显示出来，这样可以避免人为因素造成的读数带来的误差，使测量结果更加精准。
（3）采用梅特勒公司生产的DM40密度仪测定甲醇密度与标准法测定甲醇密度相比具有很好的优势，它检测出来的结果更加准确、误差更小，是测量甲醇密度很好的选择。
梅特勒公司生产的DM40密度仪，把当代最新科学技术的研究成果融入进去，与标准化测量密度相比，分析更加自动化、操作更加简单化。
参考文献
[1]蔡建新，包尚联. 双能量X线吸收法和骨密度测量仪的研制[A]. 中国电子学会核电子学与核探测技术分会、中国核学会核电子学与核探测技术分会.第8届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集（二）[C].中国电子学会核电子学与核探测技术分会、中国核学会核电子学与核探测技术分会：，1996：4.
[2]冯力，张国权，张国志，黄盛兴，范海东，徐天民，张锦忠. X线、螺旋CT及双能X线骨密度测量仪对拔牙窝骨密度测量的评价[J]. 海南医学，2006，08：124-125+175.
[3]封君兴，周秋红，丁华. DMA4500数字式密度计测定甲醇密度不确定度的评定与表示[J]. 现代测量与实验室管理，2003，01：34-35.
[4]程晓光，李娜，余卫. 美国放射学院（ACR）关于定量CT（QCT）骨密度测量操作指南[J]. 中国骨质疏松杂志，2013，09：991-997.
作者简介：许卫平，太原理工大学，大学专科，研究方向化学工程及检测分析，单位：山西焦化股份有限公司甲醇厂质检科，技师