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Comparación de medición de densidad analógica y digital

La densidad se puede medir analógicamente usando hidrómetros de vidrio o picnómetros. Este artículo compara los métodos clásicos con las mediciones que emplean densímetros digitales.

H,W.Kessel
Comparación de medición de densidad analógica y digital

Razón 1: Tiempo de medición y limpieza.

 

Medición de densidad analógica

El tiempo necesario para una medición, incluida la limpieza, es de unos 10 minutos o más en la medición de densidad analógica. Los hidrómetros requieren que la muestra se llene en un cilindro de medición, mientras que debe estabilizarse antes de poder leer el resultado de la escala y seguir con los pasos necesarios. Para los picnómetros, el llenado exacto del matraz y la posterior regulación de la temperatura a través de un baño de agua es la parte del trabajo que requiere más tiempo. La limpieza también puede llevar mucho tiempo, ya que la muestra debe eliminarse de superficies bastante grandes con un agente de limpieza adecuado.

Medida de densidad digital

Para la medición de la densidad en un dispositivo digital, la muestra generalmente se saca del recipiente de almacenamiento con la ayuda de una jeringa, que luego se conecta directamente al adaptador de llenado del instrumento. Los instrumentos portátiles incluso aspiran la muestra en la celda de medición directamente desde el recipiente de almacenamiento a través de una bomba incorporada. La temperatura es controlada por el dispositivo o la influencia compensada por software. La limpieza se realiza llenando varios mililitros de disolvente adecuado, y los instrumentos de sobremesa incluso cuentan con una bomba de aire para secar la celda de medición después de la limpieza. Un total de 3 minutos por medición, incluida la limpieza, son realistas.

 

Razón 2: Riesgo de errores

 

Medición de densidad analógica

Para los hidrómetros, no existe un procedimiento operativo estándar común definido, por ejemplo, no hay una regla específica sobre si el resultado debe leerse mirando desde arriba, desde abajo o directamente a la escala. Los diferentes usuarios obtienen resultados diferentes. Además, la corrección manual de temperatura a través de tablas dadas está sujeta a errores de lectura.

Los picnómetros siempre se ajustan junto con el tapón de vidrio respectivo, por lo que mezclarlos también conduciría a mediciones incorrectas. La densidad se calcula mediante una fórmula, mediante la cual la mayoría de los operadores utilizan una PC para calcular la densidad.

Medida de densidad digital

Como la temperatura está controlada por el dispositivo o su influencia compensada mediante software, no hay peligro de cometer un error. La única condición previa para una medición exitosa es garantizar la desgasificación adecuada de la muestra antes de la medición, que también es necesaria para los métodos analógicos de medición de densidad. La mayoría de los instrumentos de mesa también proporcionan una detección automática de burbujas para eliminar por completo cualquier error del usuario.

 

Razón 3: Cantidad de muestra requerida

 

Medición de densidad analógica

La cantidad de muestra requerida para los métodos de medición de densidad analógica como una medición de hidrómetro depende de la precisión requerida. Los hidrómetros baratos e inexactos con un amplio rango de medición requieren aproximadamente 150 ml de muestra. Para una medición de alcohol homologada con una precisión de 0,1% v / v, se requieren alrededor de 300 ml de muestra, ya que el aparato de medición de vidrio también es más grande y debe flotar dentro de la muestra. La cuestión de la cantidad de muestra es especialmente relevante para las muestras que no se deben volver a verter en el recipiente de muestras después de la medición debido al peligro de contaminación microbiológica (por ejemplo, mosto / mosto) ya que se debe desechar una gran cantidad de muestra.

Los picnómetros están disponibles en diferentes tamaños, por lo que los volúmenes de muestra generalmente se definen en los estándares operativos respectivos. Los volúmenes de alrededor de 25 ml a 30 ml son muy comunes.

Medida de densidad digital

Un densímetro digital generalmente requiere alrededor de 2 ml de muestra. Si se utiliza un cambiador automático de muestras o la muestra se toma directamente del tanque con un instrumento portátil, debe tenerse en cuenta que dentro de las mangueras de muestra quedan atrapados varios mililitros.

 

Razón 4: Documentación y trazabilidad

 

Medición de densidad analógica

Con los métodos de medición de densidad analógicos (hidrómetros y picnómetros), se deben tomar notas manuales para la documentación. El procedimiento de escritura manual también plantea el problema de la influencia del usuario que solo podría superarse con la ayuda de la integridad de dos personas.

Medida de densidad digital

Debido al hecho de que los densímetros digitales modernos permiten a los usuarios ingresar ID de muestra, los resultados medidos no solo se almacenan en el dispositivo, sino que incluso se asignan al nombre de la muestra. Esto asegura la documentación y la trazabilidad de los datos. La exportación e impresión de datos se realiza comúnmente a través de Bluetooth, USB o Ethernet. Muchos instrumentos de sobremesa ofrecen la posibilidad de gestión de usuarios, firma electrónica y función de registro de todos los cambios realizados en el instrumento. Esto cumple con los requisitos de trazabilidad, por ejemplo, para la industria farmacéutica y alimentaria.

 

Razón 5: Manejo de la influencia de la temperatura

 

Medición de densidad analógica

A diferencia de los métodos de medición de densidad digital, una medición de hidrómetro siempre requiere una medición de temperatura separada en la muestra. Algunos hidrómetros tienen un termómetro ya integrado. El resultado medido y la temperatura se utilizan para buscar manualmente el valor corregido en una tabla determinada. Este paso está sujeto a errores de lectura.

Para una medición con un picnómetro, la temperatura de la muestra debe controlarse mediante un baño de agua durante un período de tiempo definido para garantizar un equilibrio de temperatura total.

Medida de densidad digital

Los dispositivos portátiles ofrecen la posibilidad de una compensación automática de la influencia de la temperatura en el resultado, lo que significa que la muestra se mide a la temperatura dada, por ejemplo, 27 ° C pero el resultado final se muestra para una temperatura de referencia elegida por el usuario, por ejemplo, 20 ° C . Lo que se requiere es que el usuario calcule el coeficiente de temperatura de su muestra una vez. Los densímetros de mesa van un paso más allá: tienen un termostato Peltier y automáticamente calientan o enfrían la muestra a la temperatura requerida dentro de un rango muy amplio.

 

Razón 6: Rangos de medida

 

Medición de densidad analógica

Debido a su tamaño limitado, cuanto más preciso sea un hidrómetro, menor será el rango de medición que cubre, ya que solo hay un espacio limitado en la escala. Esto da como resultado el requisito de más de un hidrómetro para cada aplicación (por ejemplo, un conjunto de 20 hidrómetros para cubrir todo el rango de alcohol relevante desde 0% v / va 100% v / v si la precisión requerida es 0,1% v / v ).

Medida de densidad digital

Los métodos de medición de densidad digital siempre reemplazan a más de un hidrómetro, ya que no hay limitación con respecto al rango de medición. Si los usuarios, por ejemplo, tienen la intención de medir el alcohol, un densímetro puede cubrir del 0% v / v al 100% v / v.

 

Razón 7: Manipulación de diferentes unidades de medida

 

Medición de densidad analógica

Al medir diferentes muestras de acuerdo con diferentes unidades de medición (por ejemplo, alcohol, Brix , SG), se requiere un hidrómetro para cada unidad de medición.Con un picnómetro, los usuarios siempre calculan la densidad en un primer paso y luego tienen que consultar una tabla de densidad / concentración para ver cuál es la concentración. Aquí es cuando pueden ocurrir errores de lectura.

Medida de densidad digital

La mayoría de los métodos de medición de densidad digital tienen preinstaladas las unidades de concentración más importantes y los parámetros específicos del producto, por lo que los usuarios deben cambiar a otra unidad y pueden medir diferentes tipos de muestras según las diferentes unidades de medición. Para todas las unidades de medición instaladas, un instrumento digital siempre proporcionará el rango de medición relevante completo.

 

Razón 8: Robustez y esperanza de vida

 

Medición de densidad analógica

Debido a su diseño, los hidrómetros de vidrio son muy propensos a caerse de las mesas y romperse.

Medida de densidad digital

Muchos métodos de medición de densidad digital tienen celdas de medición hechas de vidrio. Sin embargo, o están diseñados como un instrumento de sobremesa que tendrá una posición estable y fija en el banco, o pueden equiparse con las medidas de protección adecuadas, como carcasas de protección o correas de transporte, para garantizar que resistan golpes y golpes.

Razón 9: Medida de muestras viscosas

 

Medición de densidad analógica

El uso de un dispositivo de medición flotante con muestras viscosas es fácil de usar y no produce resultados repetibles. Calentar la muestra viscosa ayuda a garantizar un manejo más fácil, pero hace necesario compensar el resultado medido manualmente mediante la tabla de corrección.

Llenar un matraz de picnómetro, incluido el capilar en el tapón, con un líquido viscoso es un desafío. Este es el punto donde se alcanzan los límites de los métodos de medición de densidad analógicos.

 

Medida de densidad digital

Los instrumentos digitales brindan la posibilidad de calentar la muestra hasta una temperatura donde la viscosidad disminuye y facilita la medición. También hay disponibles cambiadores de muestras calentados que incluyen mangueras calentadas, lo que los hace adecuados para muestras como petróleo crudo o fueloil pesado. Para muestras como betún o asfaltoSe utilizan densímetros especiales con capacidad para medir la muestra hasta 200 ° C bajo presión que se precalientan en el horno antes de medirlos. Además, con los dispositivos portátiles, los usuarios todavía tienen que calentar la muestra manualmente y asegurarse de ser rápido para que ninguna muestra se congele dentro de la celda de medición. Todos los densímetros digitales modernos proporcionan una corrección de la viscosidad del resultado medido, lo que significa que el software detecta y corrige la influencia de la viscosidad en el resultado.

 

Razón 10: Limpieza

 

Medición de densidad analógica

Tanto con hidrómetros como con picnómetros, los usuarios tendrán que limpiar superficies bastante grandes con un agente limpiador adecuado. Esto no es respetuoso con el medio ambiente y cuesta mucho tiempo.

Medida de densidad digital

Al realizar una serie de mediciones de muestras similares, los usuarios pueden reemplazar una muestra directamente con la siguiente. Para asegurarse de que no habrá remanentes, los usuarios solo necesitan usar suficiente volumen de muestra. Si esto no es aplicable o se requiere una alta precisión y / o la necesidad de limpiar el instrumento después de una serie de mediciones, se usa una jeringa llena con un agente de limpieza adecuado y la muestra se extrae de la celda moviendo el émbolo hacia adelante y hacia atrás. . No se utiliza ninguna acción mecánica para eliminar los residuos de la muestra en la celda. Los instrumentos de sobremesa también proporcionan una bomba de aire para secar la celda después de la limpieza.

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