视密度检测方法

❶ 视相对密度的测定

方法提要

煤的视相对密度是指在一定温度 (20℃) 条件下，煤的质量 (包括煤的孔隙) 与同体积水的质量之比。根据阿基米得原理，可用在水中称量法来测定，常用的是涂蜡法。视相对密度是计算煤埋藏量、储煤仓的设计、煤运输、磨碎、燃气等有关参数之一。

称取一定粒度的煤，表面用蜡涂封后，放入密度瓶内，以十二烷基硫酸钠溶液为浸润剂，测出涂蜡煤粒所排开同体积水溶液的质量，计算涂蜡煤粒的视密度，减去蜡的密度后求出在 20℃时煤的视相对密度。方法适用于无烟煤、烟煤、褐煤视相对密度的测定。

仪器

密度瓶 带磨口毛细管塞，容量为 60mL。

恒温箱 与 73.5.1 相同。

水银温度计 0～100℃，分度为 0.5 ℃。

网匙 用 3mm ×3mm 的筛网制成。

玻璃板 300mm ×300mm 两块。

筛子 1mm 方孔筛一个，10mm 圆孔筛一个。

试剂

优质石蜡 熔点 50～60℃。

十二烷基硫酸钠溶液 配制 1g/L 水溶液或称取 3mL 20g/L 十二烷基硫酸钠溶液，用水稀释至 60mL。如溶液放置时间长有白色沉淀物，应加热溶解后，冷却至室温使用。

分析步骤

按照 GB/T 482—2008 《煤层煤样采取方法》中的规定，采集有代表性煤样，按照GB 474—2008 《煤样的制 备 方法》缩 制 到粒度小于 13mm，从 中 缩 分出一 半 煤 样，用10mm 圆孔筛筛出 13～ 10mm 粒级煤样，并使其达到空气干燥状态，装入煤样瓶，作为测定视相对密度的煤样。

将煤样瓶中的煤粒摊在塑料布上，从不同部位取出 20～30g 煤样，放在 1mm 方孔筛子上用毛刷反复刷去煤粉，称出筛上物质量，精确至 0.0002g; 对灰分大于 30% 或硫分大于 2%的煤称取 40～60g; 当煤心煤样量少时，可称单样; 对粉碎煤或热稳定性差的煤可计算得出视相对密度，但需在报告中注明) 。

将称量过的煤粒置于网匙上，浸入预先加热至 70～ 80℃的石蜡中，使石蜡温度保持在 60～70℃，用玻璃棒迅速拨动煤粒至表面不再产生气泡为止。立即取出网匙，稍冷，将煤粒撒在玻璃板上，并用玻璃棒迅速拨开煤粒使其不互相粘连。冷却至室温，称出涂蜡煤粒的质量 (精确至 0.0002g) 。

将涂蜡煤粒装入密度瓶内，加入十二烷基硫酸钠溶液至密度瓶 2/3 处，盖塞摇荡或用手指轻敲密度瓶，使涂蜡煤粒表面不附着气泡，再加入溶液至距瓶口约 1cm 处。置于恒温器中在 (20 ±0.5) ℃ 下恒温 1h。也可在室温下放置并记下溶液温度。用吸液管滴加溶液至瓶口，小心塞紧瓶塞，使过剩的溶液从瓶塞的毛细管上端溢出，确保瓶内和毛细管内没有气泡。迅速擦干密度瓶立即称量 (精确至 0.0002g) 。

空白值的测定。在测定煤样视相对密度的同时，测定空白值。按 “分析步骤”操作(不加煤样) ，测出密度瓶和十二烷基硫酸钠溶液的总质量 (精确至 0.0001g) 。同一密度瓶连续两次测定值的差值不得超过 0.0100g。

按下式计算视相对密度:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:ARD²⁰₂₀为在20℃时煤的视相对密度缩写;m₁为煤样的质量，g;m₂为涂蜡煤粒的质量，g;m₃为密度瓶、涂蜡煤粒及十二烷基硫酸钠溶液的质量，g;m₄为密度瓶、十二烷基硫酸钠溶液的质量，g;d^t_s为在t(℃)时1g/L十二烷基硫酸钠溶液的相对密度，可由表73.9查出数值;d_wax为石蜡的相对密度。

表73.9 1g/L 十二烷基硫酸钠溶液的密度

每一煤样重复测定两次，取两次测定结果的算术平均值，修约到第二位小数报出。

注意事项

(1)根据真相对密度计算相对密度的公式

在无法进行视相对密度测定时，可由煤的真相对密度(TRD²⁰₂₀)计算出煤的视相对密度。其计算值的标准误差一般都不大于0.03，对灰分大于30%或硫分大于2%的煤，其计算值的标准误差一般不超过0.06，计算公式如下:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:ARD²⁰₂₀为20℃时煤的视相对密度缩写;TRD²⁰₂₀为20℃时煤的真相对密度缩写。

(2)石蜡密度的测定

在30mL瓷坩埚中，放入约15g优质石蜡，逐渐加热使蜡完全熔化，轻轻掘动驱出蜡内存有的气泡。待蜡完全冷却凝固后，微微加热瓷坩埚四周，迅速倒出蜡块，制成的蜡块应没有裂纹和气泡。称量蜡块(精确至0.0002g)。

自制一个小凳，跨放在分析天平称量盘上方，不能触及天平，上面放一个盛有1g/L十二烷基硫酸钠溶液的烧杯。在蜡块下方系一金属块10～25g。用细线将它们系在天平吊勾上并浸入1g/L十二烷基硫酸钠溶液中，切勿使蜡块和金属块与盛液体的烧杯壁或底接触。称出蜡块和金属块在水溶液中的质量(精确至0.0002g)。

将金属块用与上述相同长度的细线系好，按分析步骤操作，称出其在水溶液中的质量(精确至0.0002g)。

按下式计算石蜡的密度:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:d_wax为石蜡的密度，g/cm³;m₁为石蜡块的质量，g;m₂为石蜡块、金属块在水溶液中的质量，g;m₃为金属块在水溶液中的质量，g;d^t_s为t℃时十二烷基硫酸钠溶液的密度，g/cm³。

测定值修约到第四位小数。取极差小于0.0100g的3块石蜡密度值的平均值作为石蜡的密度。每更换一批石蜡，应重新测定石蜡的密度。

❷ 淤泥的视密度怎么测定 用什么方法

随着河道清淤准确度的提高，在清淤工作中要求检测水下淤泥的密度，本设计采用光电传感器检测水下淤泥密度并将结果显示在计算机上，可以指导清淤人员准确高效地清理河道，目前国内外传统的测量淤泥方法有以下几种：钻孔取样法，使用钻机单点采集柱状淤泥样本，但钻孔取样对淤泥的扰动不能避免，浮泥和流泥样本无法采集，无法测量其密度，且其工作量大，价格昂贵，效率低；静力触探法，用专用测杆进行，通过单点测定淤泥层对测杆的比贯入阻力来计算淤泥的承载力，从而确定淤泥厚度，但无法测定淤泥的密度，也无法查明浮泥和流泥的分布；放射线探测法，是根据放射线的放射衰减比率来测定淤泥的密度，测定精度较高，但工作效率低，对人员和被测区域环境有潜在的放射性危害，不适合在工程测量中使用；多普勒双频超声波测量法，原理是以高频测量泥水界面，再通过低频测量淤泥底层距水面距离，从而得到淤泥厚度；这种方法较之其他方法高效快速，但淤泥的密度无法测定。
本探测仪采用光电法检测水下淤泥分布及密度情况，具有体积小、功耗低、安全性强、准确度较高等特点。能够分辨出不同密度的淤泥，对淤泥的扰动也小。
1 淤泥密度探测仪基本原理及构成
淤泥密度探测仪采用光电法探测淤泥密度，原理是当光路长度一定，介质对光的吸收量和它的密度成比例。据此，由光源发送一束光，经不同密度的淤泥吸收后，光电传感器接收到的光强度不一样，产生的电信号大小也就不一样，这样能够将淤泥密度转变成电信号。根据实验得到淤泥密度与电信号的关系，可以测量淤泥密度从而区分不同泥层。
淤泥密度探测仪主要由光电传感器和数据转换与传输系统构成。光电传感器探测淤泥的密度，数据转换与传输系统将光电传感器采集到的电信号进行转换，然后，通过RS485总线串行传输至计算机。
1．1 光电传感器
光电传感器主要由光源和硅光电池构成。硅光电池是一种能将光能直接转换成电能的半导体器件，对有效入射光的吸收率达到90％以上。光电池的光谱特性曲线的光谱响应范围为400～1100mm。
硅光电池对波长为850nm左右的光最为敏感，因此选择波长为850nm的红外LED作为光源。
红外LED发射出红外光，经不同密度的淤泥吸收后，硅光电池接收到的光强度不同，从而产生不同大小的电信号，经三极管放大后传输至单片机，进行信号处理。
2 光电传感器的标定
2．1 淤泥分层
由淤泥分层理论可知，不同淤泥层面的划分标准因不同地区泥质而异，按照一般的情况，可以大致按密度变化范围划分出4个层面。
2．2 标定
在实验室中配置出表1中四个密度范围的淤泥样本，将光电传感器放入事先配置好的泥样中，让泥样均匀分布在红外LED和硅光电池中间，测量不同密度泥样下产生的电信号大小，进行三次试验。
由表1、表2可以得出光电传感器产生电信号与所在泥层的对应关系。
根据光电传感器检测到的电信号大小，可以得出光电传感器所在泥层的密度从而分层。
3 数据转换与传输
3．1 数据转换
数据转换核心器件是stc12c5410ad型单片机，程序通过在线可编程系统直接烧写到单片机，无需专用编程器，方便对程序的修改。光电传感器产生的电信号经放大后送给单片机上，经AD转换后以数字量输出。信号采集与转换程序如下：
3．2 数据传输
水下测量深度按10m考虑，而RS485电平抗干扰性好，有效传输距离长，故选择将数字信号经RS485总线串行传输至计算机，经计算机进一步处理后显示泥层以及该泥层的密度，从而起到指导工作人员清淤的作用。

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❸ 什么是视密度

视密度又称矿物的容重或体重，视密度是计算矿物储量的重要指标。

视密度值在资源量估算中的应用

近几年，大规模的在宁东煤田进行煤炭资源勘查，宁东煤田主要有侏罗纪延安组的不粘煤和石炭二叠纪山西太原组的气煤、肥煤、焦煤。不粘煤的一个共性是惰质组含量高，在有机质中多大于50%。

煤岩组分多为微镜惰煤I，灰分一般为低灰，因此影响视密度的主要因素是煤的显微组分，本区不粘煤的视密度值详见下表。石炭二叠系的煤因其灰分或硫分较高，密度值均较纯煤密度值大。

在煤田地质勘查时，资源量估算中视密度参数一般是采用某一层煤的算术平均值，《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/T0215-2002中视密度采样分析数量为煤样的10%，当煤层灰分含量较大或灰分变化较大时。

视密度分析样的灰分与该层煤的平均灰分可能不一致，而灰分含量是影响视密度主要因素，如果不考虑两者之间的关系，直接采用视密度算术平均值计算的资源量肯定会与实际值有较大出入。因此，应根据不同采样点不同灰分含量测得的视密度值，通过计算法或作图求出煤层平均灰分下的视密度。

测视密度的仪器

(3)视密度检测方法扩展阅读：

计算法：按经验公式容重灰及公式ARD=ARD0+0.007（Ad-Ad0）求出煤层平均灰分下的视密度即采用视密度。式中：ARD为采用视密度，ARD0为实测密度，Ad0为容重灰。

将各点实测容重值换算成采用视密度，用各煤层各点采用视密度（剔除可疑值）的算术平均值作为各煤层的视密度。经过计算与实际测试对比，灰分大于平均灰分的视密度值，计算值大于平均灰分点下的实测值。

煤层平均灰分27.97%，灰分为27.06%的煤样视密度为1.47，换算到平均灰分27.97%的视密度为1.48。灰分32.25%的煤样视密度为1.56，换算为平均灰分的视密度为1.53。

作图法：以测试的视密度和对应的灰分分别作纵轴和横轴，通过多个对应点，得到一个带状的容重—灰分曲线图，然后根据煤层的平均灰分从曲线图中查出其对应的容重范围然后取平均值得到该煤层的容重值。

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