1.双管压差式密度计

压差式密度计可以测量液体、液-固悬浮液以及气-固流化床的密度，广泛用于生产过程和科学研究工作。

双管压差式密度计是压差式密度计的一种，它利用压缩空气和压差管形成不同深度的静压力。双管压差式密度计常用来测量重介质选煤的重介质悬浮液密度。双管压差式密度计的基本原理示意如图5-22所示。

图5-22　双管压差式密度计的基本原理示意

1—长管；2—短管；3—节流孔；4—被测矿浆和介质

两个测量管插入被测悬浮液中，其深度分别为h1与h2。气源产生的0.2 MPa压缩空气经过滤液减压装置净化以除去油质及其他杂质，净化后的压缩空气分别通过节流孔向长、短两管充气。两测量管内的液体被排挤出管外，并由测量管内

下口向被测液中吹泡。根据流体力学原理，节流孔前、后的压降随流速的增大而增大。由于节流孔的直径比测量管小得多，对流体阻力很大，所以流体通过节流孔和测量管时的动压力主要降落在节流孔上；而测量管由于阻力很小，故其两端的压降可以忽略不计。因此，当系统达到动平衡时，两管内的静压力p1与p2应该分别等于它们所排开的液柱，其关系为

式中，p1——长管内气体静压力；

　　　p2——短管内气体静压力；

　　　p0——大气压；

　　　ρ ——被测悬浮液密度；

　　　h1——长管插入深度；

　　　h2——短管插入深度。

两管的静压力差p为：

式中，Δh——两管的高差，是定数。

因此，只要测出压差p，就可以得到被测密度ρ （其实际上是在Δh范围内的平均密度）。

压差的测量可以采用各种压差传感器，如U形管压差测量装置、电阻应变式压差传感器、压差变送器、压电式变换器等。

双管压差式密度计应用广泛，在使用时应注意：

（1）节流孔的安装位置应尽量接近测量管。

（2）为了保证测量管工作可靠、准确，又不堵塞节流孔，气源必须净化和稳压。(www.daowen.com)

（3）整个系统必须连接严密，不得漏气。

（4）整个气流系统（除节流孔外）阻力要小。

2.水柱平衡式密度计

水柱平衡式密度计用于选煤厂重介质悬浮液密度的测量和煤泥浮选入料矿浆浓度的测量。

水柱平衡式密度计的基本原理示意如图5-23所示。被测矿浆从入料口给料，经筛网除去过大颗粒及杂物。溢流堰4可保持矿浆液位稳定，使静压测量管中液柱高度保持在H0。平衡清水柱管通过清水给入管连续稳定地向管内注入少量清水（20～40 L/h），清水与矿浆在混合槽内汇合后经底流口流出。在测量系统达到动态平衡时，清水柱与矿浆静压测量管中液柱形成的静压相等。

如两管液柱不平衡，若矿浆液柱压力大于清水柱压力，这时部分矿浆将被压入清水管，造成清水不能从下部流出，使液面不断上升，压力不断增加，直至平衡为止。只要保持两管液柱压力相等，测量系统就能自动达到平衡状态。

图5-23　水柱平衡式密度计的基本原理示意

1—给料管；2—矿浆入料管；3—筛网；4—溢流堰；5—矿浆溢流管；6—矿浆静压测量管；7—混合槽；8—底流口；9—平衡清水柱管；10—清水给入管；11—传感器初始平衡调节

当被测液与清水在零点汇合处界面建立动态平衡时，即平衡清水柱管中的清水高度与矿浆静压测量管中被测液静压力的水柱高度相等，就有下列关系式：

式中，ρx——被测矿浆密度，g/cm3；

　　　H0——被测矿浆液柱高度（为定值），cm；

　　　hw——平衡时清水柱高度，cm；

　　　ρ0——清水密度，其值为1 g/cm3；

当被测液密度变化时，清水柱高度hw也随之变化。根据测得的hw，即可计算出待测介质的密度。

在使用水柱平衡式密度计时应注意下列几点：

（1）入料要有一定的压力，以防止固体颗粒沉淀，但入料压力太大会造成给料的不稳定性。

（2）当测量煤泥浮选入料矿浆时，泡沫进入测量管将导致测量误差。

（3）清水柱一侧要连续而稳定地注入清水，必须保持自由压头，不能用封闭管路与水源相接来补加清水。

（4）勿让木片杂质等堵塞底流口。

该密度计结构简单、测量灵敏度较高，测量精度可达到±0.005 g/cm3。它不但可用于选煤厂重介质悬浮液、金属矿矿浆密度的测量，也可通过密度的转换用于浮选入料煤浆浓度的测量。它的缺点是整个装置高差大，占厂房空间大，被测矿浆采样点必须有足够的标高，而且在使用中还存在其他一些因素的影响，如底流的堵塞等。