KERN & Sohn GmbH Ziegelei 1 D-72336 Balingen E-Mail: info@kern-sohn.com Tel: +49-[0]7433- 9933-0 Fax: +49-[0]7433-9933-149 Internet: www.kern-sohn.com Betriebsanleitung Set zur Dichtebestimmung KERN PBS-A03/A04 Version 1.
KERN PBS-A03/A04 D Version 1.3 01/2012 Betriebsanleitung Set zur Dichtebestimmung für Präzisionswaagen KERN PBJ/PBS Inhaltsverzeichnis: 1 EINLEITUNG .................................................................................................................................. 3 1.1 1.2 LIEFERUMFANG ........................................................................................................................ 3 ABMESSUNGEN ......................................................................
1 Einleitung KERN PBS-A03 KERN PBS-A04 • Set zur Dichtebestimmung für Präzisionswaagen der Serien KERN PBJ/PBS mit großer Wägeplatte (180 x 170 mm). • Set zur Dichtebestimmung für Präzisionswaagen der Serien KERN PBJ/PBS mit kleiner Wägeplatte (105 x 105 mm). • Bei Gebrauch des Dichtesets reduziert sich die Kapazität der Waage um ca. 100 g. • Bei Gebrauch des Dichtesets reduziert sich die Kapazität der Waage um ca. 290 g.
1. Waagschalenhalter 2. Kombinationswaagschale 3. Behältertisch 4. Behälter 5. Waagschalenträger, 4 Stck. 6.
1.
2 Dichtebestimmungsset installieren • Falls nötig, erforderliche Justierung vor der Installation des Dichtesets durchführen. • Bei installiertem Dichteset ist eine korrekte Justierung nicht möglich. • Zur Justierung Dichteset abnehmen und Standardwägeplatte aufsetzen. • Die nachfolgenden Abbildungen zeigen das Dichteset KERN PBS-A03 an einer Waage mit großer Wägeplatte. Das Dichtesets KERN PBS-A04 ist in gleicher Weise zu installieren. 1. Waage ausschalten und von der Stromversorgung trennen. 2.
5. Behältertisch so platzieren, dass er den Waagschalenhalter nicht berührt. B A 6. Behälter mittig auf den Behältertisch stellen 7. Kombinationswaagschale lt. Abb. einhängen. Darauf achten, dass sie den Behälter nicht berührt.
3 Prinzip der Dichtebestimmung Drei wichtige physikalische Größen sind das Volumen und die Masse von Körpern sowie die Dichte von Stoffen. Masse und Volumen sind bei der Dichte miteinander verknüpft: Die Dichte [ ρ ] ist das Verhältnis der Masse [ m ] zum Volumen [ V ]. ρ= m V SI-Einheit der Dichte ist das Kilogramm durch Kubikmeter (kg/m3). 1 kg/m3 ist gleich der Dichte eines homogenen Körpers, der bei der Masse 1 kg das Volumen 1 m3 einnimmt.
Bei der Dichtebestimmung von Flüssigkeiten Die Dichte einer Flüssigkeit wird mit Hilfe eines Senkkörpers bestimmt, dessen Volumen [ V ] bekannt ist. Der Senkkörper wird sowohl in Luft [ A ], als auch in der Prüfflüssigkeit [ B ] gewogen. Nach dem Archimedischen Gesetz erfährt ein in eine Flüssigkeit getauchter Körper eine Auftriebskraft [ G ]. Diese Kraft ist dem Betrag nach gleich der Gewichtskraft der durch das Volumen des Körpers verdrängten Flüssigkeit.
4 Dichtebestimmung von Feststoffen Bei der Dichtebestimmung von Feststoffen wird der Feststoff zuerst in Luft und anschließend in der Messflüssigkeit gewogen. Aus der Gewichtsdifferenz resultiert der Auftrieb, aus dem die Software die Dichte berechnet. Waage wie in Kap. 2 „Dichtebestimmungsset installieren“ beschrieben vorbereiten. Messflüssigkeit in den Behälter füllen. Die Füllhöhe sollte ca. ¾ der Kapazität betragen. Messflüssigkeit solange temperieren bis die Temperatur konstant ist. 4.
4.2 Eingabe „Dichte Messflüssigkeit“ TARE / drücken, die zuletzt gespeicherte Dichte der Messflüssigkeit wird angezeigt. Bei Änderung mit den Pfeiltasten zuerst den Zahlenwert der Dichte unter Berücksichtigung der aktuellen Temperatur eingeben (s. Kap. 7), dann den Dezimalpunkt setzen. UNIT wird der Zahlenwert der blinkenden Mit Ziffer erhöht. PRINT Mit Ziffernanwahl nach rechts (die jeweils aktive Stelle blinkt).
4.3 Messung „Dichte Feststoff“ UNIT 1. wiederholt drücken, bis sich die Waage im Dichtebestimmungsmodus für Feststoffe befindet. Möglicherweise kann „dSP pL“ angezeigt werden, ist in diesem Schritt aber keine Fehlermeldung und kann ignoriert werden. TARE / 2. betätigen (keine Änderung der Anzeige). 3. Probe in die obere Probenschale legen. 4. Stabilitätsanzeige abwarten, dann drücken.
5 Dichtebestimmung von Flüssigkeiten 5.1 Volumenbestimmung des Senkkörpers Waage wie in Kap. 2 „Dichtebestimmungsset installieren“ beschrieben vorbereiten. Wasser in den Behälter füllen. Die Füllhöhe sollte ca. ¾ der Kapazität betragen. Solange temperieren bis die Temperatur konstant ist. Senkkörper bereitstellen UNIT wiederholt Waage einschalten, falls nötig drücken, bis sich die Waage im Wägemodus befindet. Senkkörper in die obere Probenschale legen.
Das Volumen des Senkkörpers nach folgender Formel berechnen. V A B ρW = Volumen des Senkkörpers = Gewicht des Senkkörpers in Luft = 99.998 g = Gewicht des Senkkörpers in Wasser = 87.607 g = Dichte Wasser (s. Kap. 7) bei 20°C = 0.9982 g/cm3 5.2 Dichtebestimmung bei bekanntem Volumen des Senkkörpers Waage wie in Kap. 2 „Dichtebestimmungsset installieren“ beschrieben vorbereiten. Prüfflüssigkeit in den Behälter füllen. Die Füllhöhe sollte ca. ¾ der Kapazität betragen.
UNIT Waage einschalten, falls nötig wiederholt drücken, bis sich die Waage im Wägemodus befindet. Senkkörper in die obere Probenschale legen. Stabilitätsanzeige abwarten, angezeigten Gewichtswert notieren. Senkkörper in die untere Probenschale legen. Stabilitätsanzeige abwarten, angezeigten Gewichtswert notieren.
6 Bedingungen für präzise Messungen Es gibt zahlreiche Fehlermöglichkeiten bei der Dichtebestimmung. Genaue Kenntnis und Vorsicht sind notwendig um präzise Ergebnisse bei der Benutzung dieses Dichtesets in Verbindung mit der Waage zu erhalten. 6.1 Berechnung der Ergebnisse Bei der Dichtebestimmung durch die Waage werden die Ergebnisse immer mit 4 Nachkommastellen angezeigt. Dies bedeutet jedoch nicht, dass die Ergebnisse bis zur letzten Anzeigestelle genau sind, wie bei einem errechneten Wert.
6.2 Einflußfaktoren für Meßfehler 6.2.1 Luftblasen Eine kleine Blase von beispielsweise 1mm3 beeinflusst die Messung beträchtlich, wenn die Probe klein ist. Es erhöht den Auftrieb um etwa 1mg welches sofort einen Fehler von 2 Digits ergibt. Daher sicherstellen, dass keine Luftblasen an dem in Flüssigkeit eingetauchten Festkörper haften. Dasselbe gilt auch für den Senkkörper, der in die Prüfflüssigkeit eintaucht.
6.3 Allgemeine Informationen 6.3.1 Dichte / relative Dichte Die relative Dichte ist das Gewicht eines Prüfkörpers geteilt durch das Gewicht von Wasser ( bei 4° Celsius ) desselben Volumens. Deshalb hat die relative Dichte keine Einheit. Dichte ist die Masse, geteilt durch das Volumen. Wenn die relative Dichte anstatt der Dichte einer Flüssigkeit in die Formel eingesetzt wird, ergibt sich ein falsches Ergebnis. Für eine Flüssigkeit ist nur ihre Dichte aussagekräftig. 6.3.
7 Dichtetabelle für Flüssigkeiten Temperatur Dichte ρ [g/cm3] [°C] Wasser 10 0.9997 11 0.9996 12 0.9995 13 0.9994 14 0.9993 15 0.9991 16 0.9990 17 0.9988 18 0.9986 19 0.9984 20 0.9982 21 0.9980 22 0.9978 23 0.9976 24 0.9973 25 0.9971 26 0.9968 27 0.9965 28 0.9963 29 0.9960 30 0.9957 31 0.9954 32 0.9951 33 0.9947 34 0.9944 35 0.9941 19 Ethyl-alkohol 0.7978 0.7969 0.7961 0.7953 0.7944 0.7935 0.7927 0.7918 0.7909 0.7901 0.7893 0.7884 0.7876 0.7867 0.7859 0.7851 0.7842 0.7833 0.7824 0.7816 0.7808 0.7800 0.
8 Messunsicherheit bei Festkörper Dichtebestimmung Diese Tabelle zeigt die ungefähre Ablesbarkeit der Waage in Verbindung mit dem Dichteset. Dabei ist zu beachten, dass diese Werte nur rechnerisch ermittelt wurden und Einflussgrößen wie in Kap. 6 beschrieben nicht berücksichtig sind. Ungefähre Anzeige bei Dichtemessungen (Beim Verwendung einer Waage mit einer Ablesbarkeit von 0.01g*) Gewicht Probe (g) 1 10 50 100 500 1000 2000 3000 4000 0.0003 0.001 0.001 0.002 0.002 0.002 0.004 0.0003 0.0005 0.
9 Gebrauchshinweise • Zur Bildung eines reproduzierbaren Mittelwerts sind mehrere Dichtemessungen erforderlich • Lösungsmittelbeständige Probe/ Senkkörper /Becherglas entfetten. • Probenschalen/ Senkkörper /Becherglas regelmäßig reinigen, eintauchenden Teil nicht mit den Händen berühren • Probe/Senkkörper/Pinzette nach jeder Messung trocknen. • Probengröße der Probenschale anpassen (ideale Probengröße > 5 g). • Nur destilliertes Wasser verwenden.
