هیدرومتر

💧 نحوه استفاده از هیدرومتر(چگالی سنج) و تصحیح دمای خوانده شده به دمای استاندارد طبق استاندارد ASTM D1298

هیدرومتر یکی از پرکاربردترین ابزارهای آزمایشگاهی برای اندازه‌گیری چگالی (Density)، گرانش مخصوص (Specific Gravity) و API Gravity مایعات، به‌ویژه در صنایع نفت، پتروشیمی و آزمایشگاه‌های کنترل کیفیت است.
استاندارد ASTM D1298 روش صحیح استفاده از هیدرومتر و نحوه تصحیح نتایج اندازه‌گیری را به‌صورت دقیق مشخص می‌کند.

---

هیدرومتر چگونه کار می‌کند؟

هیدرومتر بر اساس اصل شناوری (قانون ارشمیدس) عمل می‌کند. زمانی که هیدرومتر در داخل مایع قرار می‌گیرد، تا سطحی فرو می‌رود که وزن مایع جابه‌جا شده با وزن هیدرومتر برابر شود.
هرچه چگالی مایع بیشتر باشد، هیدرومتر کمتر فرو می‌رود و عدد بالاتری روی مقیاس آن خوانده می‌شود.

نکته مهم این است که عدد خوانده‌شده از هیدرومتر مقدار نهایی و استاندارد نیست و باید طبق روش ASTM D1298 تصحیح شود.

---

📌 مراحل کلی آزمایش و نحوه صحیح اندازه‌گیری با هیدرومتر (ASTM D1298)

1️⃣آماده‌سازی نمونه

نمونه مایع را داخل استوانه هیدرومتر تمیز و خشک بریزید. نمونه باید عاری از حباب هوا و ذرات معلق باشد و فرصت کافی برای رسیدن به تعادل دمایی داشته باشد.

2️⃣ قرار دادن هیدرومتر

هیدرومتر را به‌آرامی و به‌صورت عمودی داخل مایع قرار دهید تا آزادانه شناور شود و به دیواره استوانه برخورد نکند.

3️⃣ خواندن مقدار هیدرومتر

پس از ثابت شدن هیدرومتر، مقدار را در سطح منیسکوس بخوانید.

• برای مایعات شفاف: قرائت از پایین منیسکوس

• برای مایعات کدر: قرائت از بالای منیسکوس

4️⃣ ثبت دمای نمونه

دمای مایع را هم‌زمان با قرائت هیدرومتر ثبت کنید، زیرا دما تأثیر مستقیم بر چگالی دارد.

---

برای خواندن مقیاس هیدرومتر برای مایعات شفاف از مراحل شکل زیر استفاده می گردد:

    

برای خواندن مقیاس هیدرومتر برای مایعات کدر از مراحل شکل زیر استفاده می گردد:

---

📊 فرمول تصحیح دما در ASTM D1298

 طبق استاندارد ASTM D1298، نتایج باید به دمای مرجع 15 °C یا 15.6 °C (60 °F) تصحیح شوند تا قابل مقایسه باشند.

فرمول کلی تصحیح دما:

$${\mathrm{<span\; style="font-size:18px;">\rho </span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:18px;">r</span>}}<span\; style="font-size:18px;">=</span>\frac{{\mathrm{<span\; style="font-size:18px;">\rho </span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:18px;">t</span>}}}{\mathrm{<span\; style="font-size:18px;">1</span>}<span\; style="font-size:18px;">-</span><span\; style="font-size:18px;">[</span>\mathrm{<span\; style="font-size:18px;">2.3</span>}<span\; style="font-size:18px;">\times </span>{\mathrm{<span\; style="font-size:18px;">10</span>}}^{<span\; style="font-size:18px;">-</span>\mathrm{<span\; style="font-size:18px;">6</span>}}<span\; style="font-size:18px;">(</span>\mathrm{<span\; style="font-size:18px;">t</span>}<span\; style="font-size:18px;">-</span>\mathrm{<span\; style="font-size:18px;">r</span>}<span\; style="font-size:18px;">)</span><span\; style="font-size:18px;">-</span>\mathrm{<span\; style="font-size:18px;">2</span>}<span\; style="font-size:18px;">\times </span>{\mathrm{<span\; style="font-size:18px;">10</span>}}^{<span\; style="font-size:18px;">-</span>\mathrm{<span\; style="font-size:18px;">8</span>}}<span\; style="font-size:18px;">(</span>\mathrm{<span\; style="font-size:18px;">t</span>}<span\; style="font-size:18px;">-</span>\mathrm{<span\; style="font-size:18px;">r</span>}{<span\; style="font-size:18px;">)</span>}^{\mathrm{<span\; style="font-size:18px;">2</span>}}<span\; style="font-size:18px;">]</span>}$$

ρr = چگالی تصحیح‌شده در دمای مرجع (r °C)
ρt = خوانش هیدرومتر در دمای t °C
t = دمای مشاهده شده نمونه
r = دمای مرجع (مثلاً 15 °C)

در عمل، این محاسبات معمولاً با استفاده از جداول استاندارد ASTM یا API انجام می‌شود تا دقت و سرعت کار افزایش یابد.

---

📌 نکات مهم کاربردی برای دقت بالاتر اندازه‌گیری

• هیدرومتر باید کالیبره و سالم باشد

• استوانه آزمایش کاملاً تمیز و عمودی قرار گیرد

• دمای نمونه و هیدرومتر تقریباً یکسان باشد

• بدون انجام تصحیح دما، نتیجه اندازه‌گیری استاندارد و قابل استناد نیست

---

جمع‌بندی

روش هیدرومتری طبق استاندارد ASTM D1298 یکی از ساده‌ترین و در عین حال دقیق‌ترین روش‌ها برای تعیین چگالی و گرانش مخصوص مایعات نفتی است. با رعایت مراحل صحیح آزمایش و اعمال تصحیح دمایی، می‌توان به نتایجی دقیق، قابل اعتماد و مطابق با استانداردهای بین‌المللی دست یافت.

---

📚 منابع و استانداردها

• ASTM D1298 – Standard Test Method for Density, Relative Density, or API Gravity of Crude Petroleum and Liquid Petroleum Products
• API MPMS Chapter 9 – Density Determination

---

📚دانلود استاندارد اندازه گیری چگالی بین المللی ASTM D1298 و استاندارد ملی INSO 197 از لینک های زیر:

INSO 197

ASTM D1298