HAMD-3自动密度测定仪是由计算机控制全自动运行的气体膨胀真密度分析系统，能准确测定粉体、块状固体、浆状物质、泡沫等多种材料的骨架体积（含闭孔）和真密度，其测量的速度快，单站分析过程时间小于5min；结果精确度高，优于±0.08%。分析材料的体积范围为10ml～50ml。

1-2技术参数

测试原理：气体膨胀置换法；

测试精度：精确度优于±0.08% ，重复性优于±0.04% ，分辨率：0.001g/ml

测试体积范围：10ml～50ml

测试速度：单站2～5min完成整个测试过程。

自动重复测试：可自动进行重复测试，直到达到指定精度；

适用范围：石油及石油产品样品的密度。在此基础上开发了大小不受限制，可以测定各种粉末状、颗粒状、块状、泡沫状等的固体样品，以及浆状物质、不挥发的液体等样品；

样品池体积：30ml

样品池安装方式：下装式（采用快速活接头方式），以样品池直接作为样品样品仓，具有对样品样品仓体积利用率高的优势，从而使测试精度得以提高；“下装卡口式”的样品池，可以满足大体积装样的需求，以达到提高测试精度的目的。

标准仓：每个分析站具有内置1个标准仓，1个扩展腔；扩展腔可针对不同的样品池体积来提高测试精度；程序根据样品池体积自动选择是否启用扩展腔；

压力平衡时间：具有自动默认、用户选择及用户自定义三种模式的压力平衡时间，适应不用结构状态的样品

压力范围：95kPa左右，可调节气源

自检流程：先进的智能自检流程，智能判断样品池有无漏气及仪器气密性是否合格，彻底解决人为操作失误；

测试气体：40升高纯氦气，纯度≥99.999%；氮气等其它气体可选；

远程控制：具有网络远程控制功能；

仪器配件：阀门及压力传感器全部进口；

仪器外观：H385*W355*L386mm；25kg；

图1

1-3仪器特点

1. 全程完全自动化智能化运行，避免人为操作导致的误差。

2. 测试准确性好，解决浸液法对样品溶解的难题，测试精度高，明显优于液体比重瓶法。

3. 测试过程不改变样品物性，测试后样品保持原样，可以用于其他项目测试

4. “下装式”样品池安装方式，提高样品仓体积利用率，提高测试精度。

5. 具有测试完毕自动恢复常压功能，防止样品飞溅。

6. 清晰形象的图形化控制界面，并可在界面上进行所有硬件的控制操作。

7. 超强的稳定性，即使意外断电、断线，亦不会丢失当前数据。

8. 网络远程控制功能。

1-4测试原理

应用阿基米德原理--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），通过测定由于样品样品仓放入样品所引起的样品样品仓气体容量的减少来精确测定样品的骨架体积（含闭孔），从而得到其真密度，真密度＝质量/骨架体积。

气体膨胀置换法是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。因为气体能参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骨架体积，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。

仪器的测试系统由样品样品仓和标准仓构成，如图。

测定样品密度时，仪器自动采集标准仓的压力P₁及体积V₁并记录；将一定未知体积的样品V_样品放入已知体积V₂的样品样品仓，向样品样品仓注入一定量的气体并记录稳定后的压力P2；将样品样品仓与标准仓连通并记录稳定后的压力P₃，根据平衡稳定后的压力值和相关已知的体积V₁、V₂即可计算出待测的样品体积V_样品，再由样品的质量和体积计算出样品的真密度。

HAMD-3自动密度测定仪由于具有先进的“快速接头”，样品池安装方便，以样品池直接作为样品样品仓，具有对样品样品仓体积利用率高的优势；对于25ml的样品池，样品仓体积利用率高于90%；从而使对于少量样品的测试精度得以提高；而通常的样品池“上装加盖式”，将样品池装入测试桶内加盖密封后进行测试，“测试桶+样品池”构成的样品样品仓内有大量剩余的无用空间，使样品仓体积利用率低，对于25ml的样品池，样品仓体积利用低于10%；从而造成对于少量样品的测试精度难以保证。另一方面，“上装加盖式”样品池的体积受制于加盖的测试桶的体积，不适用大体积装样量（难以满足150ml体积以上的装样量），而“下装卡口式”的样品池，可以满足大体积装样的需求，使装样上限达到500ml以上，以达到拓宽测试范围、扩大适用面、提高测试精度的目的。

1-5计算公式

根据测试原理，其具体计算方法如下所述

仪器气路结构图示

关键词：

P1：标准仓压力

P2：样品仓压力

P3：平衡压力

V1：标准仓体积

V2：样品仓体积

V3：管道体积

打开测位阀，使样品仓和样品池联通，等压力稳定后，记录此时压力值P2。然后关闭测位阀，打开进气阀，给标准仓充气，充到指定压力后，关闭进气阀，等压力稳定后，记录此时压力P1。

此时系统内（指标准仓和样品仓）气体的摩尔量为:

n1RT=P2*V样+P1*V标                    （1）

再打开测位阀，让标准仓和样品池，等压力稳定后，记录此时压力P3。

此时系统内气体摩尔量为：

   n2RT=P3*(V样+V标)                    （2）

由于在此打开测位阀前后，系统内气体总的摩尔量没有发生任何变化，所以可以得出下面的公式：           n1RT= n2RT               (3)

由公式(3)可得出公式（4）：

   P2*V样+P1*V标= P3*(V样+V标)          （4）

公式（4）进过变化，可等处公式（5）：

V样=（P1-P3）*V标/（P3-P2）              (5)

而V测=V样品管+V接-V样品，因此，公式（5）可变成如下公式（7）：

V样品= V样品仓+V管道-（P1-P3）*V标/（P3-P2）      （7）

样品比重=g样品质量/V样品

第二章  软件界面

HAMD-3真密度全自动测试系统软件是本公司自主研发的，其具有强大的数据库模块和亲和的操作界面，从而使得操作简单、易懂。

软件连接完成后，会出现软件“导航页”界面（如图2）。

图2

软件界面主要分为2大模块，分别为快捷栏（如图3）和操作栏（如图4）。

图3

第三章  仪器操作步骤简介

测试操作简介：

第一步：开气

气体钢瓶总阀门打开半圈，减压阀打开使其压力到93～95kPa（0.093～0.095mPa）。

第二步：联机

打开仪器侧面电源开关，再点击HAMD-3型软件图标。（注：先开电，再开软件），如果需真空请打开右下方图标开关即可。

注意: 开机做样前点击“准备”热机15分钟左右后开始做样。如在开机做样过程中出现真空泵难以启动的情况请点击再重新点击做样。

第三步：校准(注：操作样品管时，请带好手套，防止手上温度对测试造成影响)

中点击左上角系统管理，下拉菜单点接校正在对话框中选校正，出现校正界面。再将空样品仓接上点接校正1，等待三组数据全部测完，确认校正1。点接复位，再将样品仓装上标准棒接上点接校正2，等待三组数据全部测完，确认校正2。这样参数1参数2将修正。一般情况下无需修正，开机时为默认最佳参数。再进入自动密度测定界面。

（注：建议一次性把所有的样品管体积测试完，再进行标示，以后测试就可以直接用，不用再测试空管体积，以后测试可以略去该步）

第四步：装样(注：操作样品管时，请带好手套，防止手上温度对测试造成影响)

    给样品管中称取待测样品，之后装到测试位，安装方法和测空管体积时一样。

第五步：测试

    A  真密度测试

1、 点击组态运行工程，进入后点击“组态工程”中的，在设置界面输入“样品编号”和“样品质量”，装上样品管，点击 ，再点击，仪器自动进行样品体积测量，比重测定，显示真密度（环境温度）

2、 测定完毕后台可自动打印实时数据

第六步：关机、关气

先点击软件左上角“菜单”“退出系统”，再关闭仪器电源；关闭钢瓶的总阀到拧紧即可，关闭减压阀到拧松即可。

第四章 仪器、软件安装

4-1仪器安装

4-1-1环境要求

1. 使用环境要求：温度为20℃~25℃最佳（其它对其温度影响不大），相对湿度小于80%，无震动实验台，洁净无粉尘、无污染性气体。

2. 电源：仪器电源稳定，要求交流220V±5%，50Hz。

3. 分析天平：需要感量为千分之一克的分析天平与之配合使用。

4-1-2仪器安装及注意事项

1. 标准配置：HAMD-3密度测定仪全套设备由主机、显示屏、打印机、标准仓、样品仓、调节阀等组成

2. 连接：接好仪器主机和气源。将减压阀安装在高纯氦气钢瓶上，用导气管将减压阀出口与仪器主机氦气入口连接，确认导气管已接紧，防止漏气。

3. 检查：主要检查各气路接口是否插接严实，减压阀是否漏气。减压阀检查漏气方法：首先在减压阀顶丝开关关闭（顶丝开关拧紧为开，拧出放松为关）的状态下，打开钢瓶总阀使减压阀充压后（减压阀高压表指示钢瓶内压力），关闭钢瓶总阀（即切断进气），若15-20min内减压阀高压表示数无明显下降，则说明减压阀高压表至钢瓶总阀之间密封良好。

4-2软件安装

“全自动真密度分析系统”是HAMD-3密度测定仪的配套软件。

4-2-1微型计算机系统需求

运行HAMD-3密度测定仪系统，硬件的最小配置如下：

CPU：Cerlron2000MHz以上；内存：1024M以上；显示卡：在高彩16位颜色下分辨率要能够达到1400*1024；显示器：7英寸以上，分辨率达到1400*1024。操作系统： WinXP 。

仪器标准配置单

简单操作规程

注意：如果发现结果出现负数或结果误差太大，请按复位后，按启动键重新测试。

打开电源开关，再打开瓶的总阀看一下出口压力是否在100～150Kpa左右（1～1.5格）再将样品称重输入，再确认一下样品仓是否与使用的样品仓一致，装上样品仓，复位，再启动仪器将自动检测存入结果。

测试结束后关闭电源，关上气瓶总阀。

最后注意样品仓要从仪器上取下来，不能装放在仪器上。