浅析液体相对密度天平原理及故障范文

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[摘要]液体相对密度天平是结合阿基米德定律原理用来测量液体比重的天平，被广泛应用在化工、科学研究部门等实验室，是液体比重（即相对密度）测量的关键计量设备。笔者通过对液体相对密度天平的日常检定工作，发现天平的常见故障、分析故障原因及调修方法，希望本篇文章对液体相对密度天平的使用、检定以及维护保养带来帮助。

[关键词]液体相对密度天平；工作原理；故障调修

1引言

液体相对密度天平是测量液体比重的一种天平，主要由立柱系统、横梁系统、悬挂系统及骑码4部分组成。在工矿企业、医疗、化工、科研等领域的过程控制中，液体比重的精密度要求较高，一旦天平出现故障就会影响整个过程测量。因此必须了解液体相对密度天平的工作原理，对其常见故障进行了解，熟知其调修的方式，进一步保证液体相对密度天平的工作质量，确保其测量数据准确、可靠。

2液体相对密度天平的主要工作原理

液体相对密度天平是一种结合阿基米德定律和杠杆原理的机械式天平，该天平最早由法国学者韦斯特法尔提出的，所以又称韦氏液体比重天平。液体相对密度天平的玻璃测锤体积是一个已知恒定的量，在测定不同液体的比重时只要能确定该体积所排液体的重量，就可得知被测液体的比重。

3液体相对密度天平常见故障调修

3.1整套测锤系统和钩码质量差值大

整套测锤系统和钩码质量差值控制应在±1mg，当差值过大时，可能是钩码质量不准或者整套测锤质量不准。通过在钩码及测锤系统双钩码的调整腔中加减锡铅合金填充物，将钩码及整个测锤系统质量分别调整到15g±0.25mg，并控制其质量差值在允许误差之内。3.2天平不平衡天平不平衡，可先通过立柱管上的调整脚旋钮进行平衡调整；若仍无法达到平衡，可以扭开横梁上的平衡帽固定螺丝，通过调整平衡帽来调整天平初步达到平衡，再通过调整脚旋钮进行微调。

3.3天平的灵敏度不好

当在天平秤钩上加放5mg标准砝码，指针平衡位置改变小于1mm时，说明天平的灵敏度过低。可以取下横梁，适当向上旋转天平横梁上的重心铊，直至灵敏度合格为止。反之，当灵敏度过高时，可适量的降低天平的重心铊。值得注意的是，调整灵敏度时，每调整1次重心铊，需要重新调整1次天平的平衡位置，然后再测灵敏度。

3.4天平的测锤体积不准

首先，天平的单只测锤质量值应大于10g。在标准条件下，检定玻璃测锤，将玻璃测锤全部浸没在量筒中的蒸馏水中，若天平秤钩端上升，且5号V形槽上的5mg骑码在1号到9号V型槽内仍达不到平衡，说明测锤体积过大；反之，天平秤钩端下降，说明测锤体积过小。当测锤体积过大时，可以对玻璃测锤进行修磨，在玻璃测锤的底部用油石进行修磨，修磨不可过快过多，轻磨后反复测量直至修磨合格；测锤体积过小，只能报废换新。

3.5天平的横梁分度的间距差不准

天平的横梁分度的间距差不准，一般情况下是由于天平的V形槽口示值不准引起的。检查哪个V形槽口示值不准的方法是：在5号槽口上加放5mg骑码将天平调整平衡后，在秤钩上加放两个5g和10个500mg骑码，在相应槽口上加5g骑码，对应在秤钩上取下500mg（其中1号槽取下1个，2号槽取下2个，依次类推）。在1到9号槽口移动5mg骑码，哪个槽口不能达到平衡，就说明哪个槽口有问题。若天平秤钩端上升，可以用小什锦锉修磨一下靠近秤钩相应槽口斜面；若秤钩端下降，可以修磨一下相应槽口靠近指针端的槽口斜面。注意修磨V形槽口斜面时，要保证修磨后的斜面与原斜面的平行状态，以保证V形槽与横梁平面的垂直关系。

3.6天平的重复性不好

液体相对密度天平属于机械式天平，机械式天平重复性不好的原因很多，除了环境影响因素以外，天平横梁零部件松动、部件间摩擦、刀或刀垫损坏或者有脏物等等均可引起，需要仔细观察分析原因，对其依依排除。1）零部件松动，主要排查支、重点刀及刀垫是否松动，重心铊、平衡铊是否松动，立柱是否松动，如有松动，将其对应的螺丝拧紧固定；2）部件间摩擦，主要排查平衡指针和固定指针间是否有摩擦，如有摩擦，可通过右移支点刀的位置予以解决；其次排查中刀侧面和挡刀板是否有摩擦，如有摩擦，可在挡刀板内加放垫片，再将挡刀板固定好即可；3）支点刀损坏或者是支点刀垫（玛瑙）损坏，应该更换原部件。若是因为有脏物，可用脱脂棉蘸点无水酒精擦净即可。

4结论

作者通过对液体相对密度天平的主要原理和常见的故障进行了分析，并提出了相应的调修方法。作者希望通过本篇文章的分析，对液体相对密度天平的使用、检定和维修能够提供一定的帮助，使液体相对密度天平的测量数据更加准确和可靠。因笔者水平有限，有失偏颇之处，敬请读者斧正。

参考文献：

[1]JJG171-2016液体相对密度天平国家计量检定规程[S].

[2]王健,张莉莉,朱俊.液体相对密度天平示值误差的符合性评定[J].上海计量测试,2017.3

[3]董雷,王娜.液体相对密度天平测量结果的不确定度分析[J].衡器,2018.4

作者:刘平 单位:山东省计量科学研究院