Tubo en U oscilante
 | Este artículo incluye una lista de referencias , lecturas relacionadas o enlaces externos , pero sus fuentes no están claras porque carece de citas en línea . ( Marzo de 2014 ) |
El tubo en U oscilante es una técnica para determinar la densidad de líquidos y gases basada en una medición electrónica de la frecuencia de oscilación, a partir de la cual se calcula el valor de la densidad. Este principio de medición se basa en el Modelo Masa-Resorte.
La muestra se introduce en un recipiente con capacidad de oscilación. La frecuencia propia de este recipiente está influida por la masa de la muestra. Este recipiente con capacidad de oscilación es un tubo de vidrio hueco en forma de U (tubo en U oscilante) que se excita electrónicamente para que oscile sin amortiguamiento. Las dos ramas del oscilador en forma de U funcionan como sus elementos de resorte.
La dirección de oscilación es normal al nivel de las dos ramas. La frecuencia propia del oscilador solo se ve afectada por la parte de la muestra que realmente está involucrada en la oscilación. El volumen involucrado en la oscilación está limitado por los nudos de oscilación estacionarios en los puntos de apoyo del oscilador. Si el oscilador está lleno al menos hasta sus puntos de apoyo, siempre participa en la oscilación el mismo volumen definido con precisión, por lo que el valor medido de la masa de la muestra se puede utilizar para calcular su densidad.
El llenado excesivo del oscilador más allá de los puntos de apoyo no tiene importancia para la medición. Por este motivo, el oscilador también se puede utilizar para medir la densidad de los medios de muestra que fluyen a través del tubo (medición continua).
En los densímetros digitales modernos se utilizan elementos piezoeléctricos para excitar el tubo en forma de U, mientras que los captadores ópticos determinan el período de oscilación. Este período τ se puede medir con alta resolución y guarda una relación simple con la densidad ρ de la muestra en el oscilador:
A y B son las constantes de cada oscilador. Sus valores se determinan mediante la calibración con dos sustancias de densidades conocidas con precisión ρ1 y ρ2. Los instrumentos modernos calculan y almacenan las constantes A y B después de las dos mediciones de calibración, que se realizan principalmente con aire y agua . Emplean medidas adecuadas para compensar diversas influencias parásitas en el resultado de la medición, por ejemplo, la influencia de la viscosidad de la muestra y la no linealidad causada por la masa finita del instrumento de medición, así como los efectos del envejecimiento del vidrio (oscilador de referencia).
En 1967, la empresa Anton Paar GmbH presentó en ACHEMA el primer densímetro digital para líquidos y gases según el principio del tubo en U oscilante.
Fuentes
- Otto Kratky et al., ''Dispositivo para la determinación de la densidad''. Patente estadounidense 3523446, https://patents.google.com/patent/US3523446
- Stabinger, Hans: "Medición de densidad mediante transductores oscilantes modernos", Unidad de Normas Comerciales de South Yorkshire, Sheffield 1994
- ISO 15212-1
Enlaces externos
- Anton Paar GmbH
- Dr. Hans Stabinger
