真密度指材料在绝对密实的状态下单位体积的固体物质的实际质量,即去除内部孔隙或者颗粒间的空隙后的密度。
真密度分析仪是利用阿基米德原理--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),通过测定由于样品测试腔放入样品所引起的样品测试腔气体容量的减少来精确测定样品的真实体积,从而得到其真密度,真密度=质量/真实体积。气体膨胀置换法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真实体积,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。
真密度分析仪的检测系统由样品检测室和基准室组成,在测量样品真密度时,仪器自动采集基准室的压力P1及体积V1进行记录;将某未知体积样品v的样品放入已知体积V2的样品检查室,向样品检查室注入一定量的气体,记录稳定后的压力P2;将样品检查室和基准室连通,记录稳定的压力P3,根据平衡稳定后的压力值和相关的已知体积V1、V2计算出测量对象的样品体积v样品,根据样品的质量和体积计算出样品的真密度。其基本原理如图1所示。
图1真密度测试基本原理