يعتمد مبدأ عمل مقياس الكثافة بالأبيض والأسود بشكل أساسي على مبدأ التوازن بين الطفو والجاذبية. تتكون أجهزة قياس الكثافة باللونين الأبيض والأسود عادة من أنبوب زجاجي محكم الغلق ذو سماكة غير متساوية، مع كمية صغيرة من الرصاص الكثيف أو الزئبق في الجزء السفلي من الأنبوب. عندما يتم وضع مقياس الكثافة في السائل المراد قياسه، فإنه سوف يطفو لأعلى ولأسفل وفقًا لحالة توازن الجاذبية والطفو، ويصل أخيرًا إلى حالة عائمة مستقرة.
مبدأ الطفو وتوازن الجاذبية
يعتمد مبدأ قياس الكثافة على مبدأ أرخميدس، وهو أن طفو الجسم في السائل يساوي وزن السائل الذي يزيحه. تكون قوة طفو مقياس الكثافة التي تدفع لأعلى أكبر قليلًا من قوة الجاذبية التي تسحب لأسفل، لكن الجاذبية الإجمالية تساوي الطفو، مما يسمح لمقياس الكثافة بالبقاء عائمًا. عندما يتم غمر مقياس الكثافة في سوائل مختلفة، تتغير حالة توازن الطفو والجاذبية، وسوف يطفو مقياس الكثافة لأعلى ولأسفل حتى يصل إلى موضع توازن جديد. في هذا الوقت، ستظهر قراءة مقياس الكثافة الكثافة الحالية للسائل.
سيناريوهات التطبيق
تُستخدم أجهزة قياس الكثافة بالأبيض والأسود على نطاق واسع في العديد من الصناعات مثل الاختبارات غير المدمرة والمواد الحساسة للضوء والأفلام والطباعة والعلاج الطبي. في صناعة الطباعة، تُستخدم غالبًا مقاييس الكثافة بالأبيض والأسود لقياس قيمة التدرج الرمادي والدرجة اللونية المستمرة أو قيمة النقطة للأصل للمساعدة في تقييم جودة الطباعة.
نطاق القياس والدقة
نطاق القياس لأجهزة قياس الكثافة بالأبيض والأسود هو بشكل عام 0-2.5، وكلما زاد العدد، زاد السواد. من خلال الفلتر، يمكن أيضًا قياس كثافة اللون الأصلي للون، ومبدأ قياسه مشابه لمبدأ كثافة الأسود والأبيض.