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 für Analysen- und Präzisionswaagen KERN ALT-B,PLT-A, PLT-F, ALS-A / ALJ-A, PLS-A / PLJ-A, PLS-F / PLJ-F, PLE-N KERN ALT-A02 / PLT A01 Version 1.
KERN ALT-A02 / PLT A01 D Version 1.0 01/2013 Betriebsanleitung Set zur Dichtebestimmung für Analysen- und Präzisionswaagen KERN ALT-B,PLT-A, PLT-F, ALS-A / ALJ-A, PLS-A / PLJ-A, PLS-F / PLJ-F, PLE-N Inhaltsverzeichnis: 1 EINLEITUNG .................................................................................................................................. 3 1.1 2 LIEFERUMFANG ........................................................................................................................
1 Einleitung Die Dichtesets ALT-A02 und PLT-A01 unterscheiden sich in der Aufnahme der Wägeplatte. Das für Ihre Waage geeignete Dichteset entnehmen Sie bitte nachfolgender Übersicht. KERN ALT-A02 KERN PLT-A01 Set zur Dichtebestimmung für Analysenund Präzisionswaagen d= 0.
1.1 Lieferumfang Verpackung und Dichteset sofort beim Auspacken auf eventuell sichtbare äußere Beschädigungen überprüfen. Sicherstellen, dass alle Teile vollständig vorhanden sind. Halterung für Tauchkorb Halterung für Senkkörper Universal-Tauchkorb für schwimmende und sinkende Festkörper Plattform für Glasbehälter ∅ 70 mm, 95 mm hoch ∅ 55 mm, 150 mm hoch Becherglas für Dichtebestimmung „Festkörper“ Becherglas für Dichtebestimmung „Flüssigkeit“ 3.
2 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.
3 Waage vorbereiten Bei installiertem Dichteset ist eine korrekte Justierung nicht möglich. Erforderliche Justierung vor der Installation des Dichtesets mit der Standardwägeplatte durchführen. Bei Waage mit internem Justiergewicht (ALT / PLT, ALJ-A, PLJ-A, PLJ-F) eine interne Justierung durchführen. Nach erfolgter Justierung im Menü Justiermodus „Externe Justierung“ aktivieren. Dadurch wird vermieden, dass bei installiertem Dichteset eine interne Justierung angefordert wird.
4 Dichtebestimmungsset installieren • Bei installiertem Dichteset ist eine korrekte Justierung nicht möglich. • Zur Justierung Dichteset abnehmen und Standardwägeplatte aufsetzen. Waage von der Stromversorgung trennen Standardwägeplatte lt. Abb. entfernen. Modelle ALT, ALS/ALJ Modelle PLE, PLS/PLJ, PLT; d = 0.
Dichtebestimmungsset installieren (für Feststoffe s. Kap. 5, für Flüssigkeiten s. Kap. 6) Installiertes Dichteset für Feststoffe „Präzisionswaagen“ d= 10 mg d = 0.
5 Dichtebestimmung von Feststoffen Bei der Dichtebestimmung von Festkörper wird der Festkörper zuerst in Luft und anschließend in einer Hilfsflüssigkeit gewogen, deren Dichte bekannt ist. Aus der Gewichtsdifferenz resultiert der Auftrieb, aus dem die Software die Dichte berechnet. Als Hilfsflüssigkeit finden meist destilliertes Wasser oder Ethanol Verwendung, Dichtetabellen s. Kap.8. Waage wie in Kap. 3 „Dichtebestimmungsset installieren“ beschrieben vorbereiten.
Zur Bestimmung der Dichte von Festkörpern ist der Universal-Tauchkorb für schwimmende (d > 1 g /cm3) und sinkende (d < 1 g /cm3) Festkörper zu verwenden. d > 1 g /cm3 Flüssigkeit Abb. 1 Für sinkende Festkörper den Tauchkorb wie in Abb. 1 anhängen.
d < 1 g /cm3 Bei Feststoffen mit einer Dichte kleiner als 1 g/cm3 ist eine Dichtebestimmung mit zwei unterschiedlichen Methoden möglich. Methode 1: Als Hilfsflüssigkeit wird eine Flüssigkeit mit geringerer Dichte als die des Feststoffes verwendet, z.B. Ethanol ca. 0,8 g/cm3. Diese Methode sollte angewendet werden, wenn die Dichte des Feststoffes sich nur geringfügig von der des dest. Wassers unterscheidet. Von der Verwendung von Ethanol sollte abgesehen werden, wenn der Feststoff angegriffen wird.
5.1 Waagen mit Grafikdisplay (KERN ALT-B, PLT-A, PLT-F) Im Wägemodus MENU-Taste drücken. Das Hauptmenü wird angezeigt. Mit den Navigationstasten Menüpunkt „Dichte“ anwählen. Mit PRINT-Taste bestätigen, die aktuelle Einstellung wird angezeigt. Mit den Navigationstasten Einstellung „Festkörper“ wählen. Mit PRINT-Taste bestätigen, die aktuelleingestellte Dichte der Hilfsflüssigkeit wird angezeigt (Werkseinstellung 1.0000 g /cm3 für dest. Wasser bei 20°C). Zum Ändern (s. Tabelle Kap.
Probe in die obere Probenschale legen. Probe Stabilitätsanzeige [ ] abwarten, dann den Gewichtswert mit PRINT-Taste übernehmen.
Warten, bis die Anzeige zur Bestimmung der „Probe in Hilfsflüssigkeit“ angezeigt wird. Probe entnehmen und falls nötig mit TARE-Taste nullstellen. Probe in die untere Probenschale legen und möglichst blasenfrei in die Hilfsflüssigkeit eintauchen. Darauf achten, dass die Probe mindestens 1 cm eingetaucht ist. Probe Stabilitätsanzeige [ ] abwarten, den Gewichtswert mit PRINT-Taste übernehmen. Die Dichte der Probe wird angezeigt.
Bei Anschluss eines optionalen Druckers kann mit der PRINT-Taste der Anzeigenwert ausgegeben werden. Ausdruckbeispiel (KERN YKB-01N): 07-09-11 11:14:57 d: 8.0700 g/cm3 Sind bei der Dichtebestimmung Fehler aufgetreten wird „d-----„ angezeigt. Für weitere Messungen zurück in den Dichtebestimmungsmodus, MENU-Taste drücken. Zurück in den Wägemodus, ON/OFF-Taste drücken.
5.2 Waagen mit LCD-Anzeige (KERN ALS-A / ALJ-A, PLS-A / PLJ-A, PLS-F / PLJ-F, PLE-N) Im Wägemodus MENU-Taste drücken. Der erste Menüpunkt „count“ wird angezeigt. MENU-Taste drücken Mit PRINT-Taste bestätigen, die aktuelle Einstellung wird angezeigt. Mit MENU-Taste „d SoLid“ auswählen Mit PRINT-Taste bestätigen. Die aktuell eingestellte Dichte der Hilfsflüssigkeit wird angezeigt (Werkseinstellung 1.0000 g /cm3 für dest. Wasser bei 20°C).
Die Anzeige zur Gewichtsbestimmung der „Probe in Luft“ wird angezeigt. Mit PRINT-Taste bestätigen. Sollte die Waage nicht Null anzeigen, TARE–Taste drücken. Festkörper in die obere Probenschale legen. Probe Stabilitätsanzeige [ ] abwarten, dann den Gewichtswert „Probe in Luft“ mit PRINT-Taste übernehmen. Warten bis die Anzeige zur Gewichtsbestimmung der „Probe in der Hilfsflüssigkeit“ angezeigt wird. Mit PRINT-Taste bestätigen. Probe entnehmen und falls nötig mit TARE-Taste nullstellen.
Probe in die untere Probenschale legen und möglichst blasenfrei in die Hilfsflüssigkeit eintauchen. Darauf achten, dass die Probe mindestens 1 cm eingetaucht ist. Probe Stabilitätsanzeige [ ] abwarten, den Gewichtswert „Probe in der Hilfsflüssigkeit“ mit PRINT-Taste übernehmen. Die Dichte der Probe wird angezeigt. Bei Anschluss eines optionalen Druckers kann mit der PRINT-Taste der Anzeigenwert ausgegeben werden. Ausdruckbeispiel (KERN YKB-01N): d: 2.
6 Dichtebestimmung von Flüssigkeiten Bei der Dichtebestimmung von Flüssigkeiten wird ein Glassenkkörper verwendet, dessen Dichte bekannt ist. Der Glassenkkörper wird zuerst in Luft und anschließend in der Flüssigkeit gewogen, deren Dichte zu bestimmen ist. Aus der Gewichtsdifferenz resultiert der Auftrieb, aus dem die Software die Dichte berechnet. Waage wie in Kap. 3 „Dichtebestimmungsset installieren“ beschrieben vorbereiten. Halterung für den Tauchkorb auf den Konus der Wägeplatte positionieren.
6.1 Waagen mit Grafikdisplay (KERN ALT-B, PLT-A, PLT-F) Im Wägemodus MENU-Taste drücken. Das Hauptmenü wird angezeigt. Mit den Navigationstasten Menüpunkt „Dichte“ anwählen. Mit PRINT-Taste bestätigen, die aktuelle Einstellung wird angezeigt. Mit den Navigationstasten Einstellung „Flüssigkeit“ wählen. Mit PRINT-Taste bestätigen, die aktuell eingestellte Dichte des Senkkörpers wird angezeigt (Werkseinstellung 3.0000 g/cm3).
Senkkörper anhängen. Stabilitätsanzeige [ ] abwarten, den Gewichtswert mit PRINT-Taste übernehmen Warten, bis die Anzeige zur Gewichtsbestimmung des „Senkkörpers in der Prüfflüssigkeit“ angezeigt wird. Senkkörper entnehmen und falls nötig mit TARE-Taste nullstellen.
Senkkörper möglichst blasenfrei in die Prüfflüssigkeit eintauchen. Darauf achten, dass der Senkkörper mindestens 1 cm eingetaucht ist. Stabilitätsanzeige [ ] abwarten, den Gewichtswert mit PRINT-Taste übernehmen. Die Dichte der Prüfflüssigkeit bei der vom Thermometer angezeigten Temperatur wird angezeigt.
Sind bei der Dichtebestimmung Fehler aufgetreten wird „d-----„ angezeigt. Bei Anschluss eines optionalen Druckers kann mit PRINT der Anzeigenwert ausgegeben werden. Ausdruckbeispiel (KERN YKB-01N): 07-09-11 11:14:57 d: 0.9748 g/cm3 Für weitere Messungen zurück in den Dichtebestimmungsmodus, MENU-Taste drücken. Zurück in den Wägemodus, ON/OFF-Taste drücken.
6.2 Waagen mit LCD-Anzeige (KERN ALS-A / ALJ-A, PLS-A / PLJ-A, PLS-F / PLJ-F, PLE-N) Im Wägemodus MENU-Taste drücken. Der erste Menüpunkt „count“ wird angezeigt. MENU-Taste drücken Mit PRINT-Taste bestätigen, die aktuelle Einstellung wird angezeigt. Mit MENU-Taste „d Liquid“ auswählen Mit PRINT-Taste bestätigen, die aktuell eingestellte Dichte des Senkkörpers wird angezeigt (Werkseinstellung 3.0000 g/cm3).
Eingabe mit PRINT-Taste bestätigen. Die Anzeige zur Gewichtsbestimmung des „Senkkörpers in Luft“ wird angezeigt. Mit PRINT-Taste bestätigen. Sollte die Waage nicht Null anzeigen, TARE drücken. Senkkörper mittig anhängen. Stabilitätsanzeige [ ] abwarten, den Gewichtswert „Senkkörper an Luft“ mit PRINT-Taste übernehmen. Warten, bis die Anzeige zur Gewichtsbestimmung des „Senkkörpers in der Prüfflüssigkeit“ angezeigt wird. Mit PRINT-Taste bestätigen.
Senkkörper möglichst blasenfrei in die Prüfflüssigkeit eintauchen. Darauf achten, dass der Senkkörper mindestens 1 cm eingetaucht ist. Stabilitätsanzeige [ ] abwarten, den Gewichtswert „Senkkörper in Prüfflüssigkeit“ mit PRINT-Taste übernehmen. Die Dichte der Prüfflüssigkeit bei der vom Thermometer angezeigten Temperatur wird angezeigt. Bei Anschluss eines optionalen Druckers kann mit der PRINT-Taste der Anzeigenwert ausgegeben werden. Ausdruckbeispiel (KERN YKB-01N): d: 2.
7 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. 7.1 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.
7.2.3 Feststoffeprobe Wenn die Probe ein zu großes Volumen besitzt und in die Flüssigkeit eingetaucht wird, steigt der Flüssigkeitsstand im Becherglas an. Dies führt dazu, dass ein Teil der Aufhängung der Probenschale ebenfalls untergetaucht wird und so den Auftrieb erhöht. Demzufolge wird das Gewicht der Probe in der Flüssigkeit leichter. Proben, die das Volumen ändern oder Flüssigkeiten aufnehmen, können nicht gemessen werden. 7.2.
8 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 ALT-A02/PLT-A01-BA-d-1310 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.
9 Gebrauchshinweise • Zur Bildung eines reproduzierbaren Mittelwerts sind mehrere Dichtemessungen erforderlich • Lösungsmittelbeständige Probe/Glassenkkörper/Becherglas entfetten. • Probenschalen/Glassenkkörper/Becherglas regelmäßig reinigen, eintauchenden Teil nicht mit den Händen berühren • Probe/Glassenkkörper/Pinzette nach jeder Messung trocknen. • Probengröße der Probenschale anpassen (ideale Probengröße > 5 g). • Nur destilliertes Wasser verwenden.