堆積密度儀是一種測量粉末或顆粒狀物料在不受任何振動或壓實外力影響，僅依靠重力自由落入并填充已知體積容器后，其單位體積質(zhì)量的儀器。
一、工作原理
它的工作原理主要基于壓實法或自然堆積法。壓實法是通過振動或敲打等方式使物料在特定容器中均勻、緊密地填充，從而獲得物料在一定狀態(tài)下的密度指標(biāo)。自然堆積法則通過模擬自然堆積過程，測量材料在容器中形成固體堆積后的體積和質(zhì)量，進(jìn)而計算其密度。
堆積密度儀還可以采用替代測試技術(shù)，如GeoPyc堆積密度測試儀。它使用了一種具備高度流動性的微小剛性球狀準(zhǔn)流體物質(zhì)(DryFlo)作為替代介質(zhì)。將待測樣品置于DryFlo床層之上，通過輕輕抖動使其混合為一體，然后通過采集替代體積數(shù)據(jù)，進(jìn)行計算并顯示或打印結(jié)果。這種方法具有高精度和高重復(fù)性，并且可以報告孔隙百分比和比孔容。
二、核心特點
1、反映自然狀態(tài)： 直接測量粉末在不受干擾、僅靠重力填充時的密度，是基礎(chǔ)的粉體堆積特性指標(biāo)。
2、標(biāo)準(zhǔn)化操作： 嚴(yán)格遵循國際或國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對容器尺寸、漏斗規(guī)格(孔徑、錐角)、填充高度、刮平方式等均有明確規(guī)定，確保結(jié)果的可比性與重現(xiàn)性。
3、操作簡便快捷： 設(shè)備通常簡單(主要是標(biāo)準(zhǔn)容器、漏斗、天平)，測試過程相對快速。
4、評價流動性的間接指標(biāo)： 堆積密度本身及其與振實密度的關(guān)系(如豪斯納比、壓縮率)是評估粉末流動性的重要依據(jù)。一般而言，堆積密度越高，流動性往往越好(但也有例外)。
5、工藝設(shè)計基礎(chǔ)： 結(jié)果為計算料倉容積、包裝袋尺寸、批次物料體積、混合均勻度判斷、壓片填充量預(yù)估等提供關(guān)鍵輸入。
6、成本低廉： 相對于振實密度儀等設(shè)備，基本型堆積密度測試裝置成本較低。
三、操作規(guī)程
1、準(zhǔn)備工作
在使用前，應(yīng)首先根據(jù)被測物的不同特點，選擇合適的測量器具，保證其完好無損，并按照所使用的品牌和型號說明書來安裝和編程設(shè)置。同時，需要將儀器表面、儀器內(nèi)部和標(biāo)準(zhǔn)容器等清潔干燥，以確保測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。
2、校正
在使用前，應(yīng)進(jìn)行校正，確保儀器精度和測試結(jié)果的可靠性。校正時應(yīng)先用已知密度的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行測試，如高純度的金屬標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、密度測量器等，以減少誤差。
3、測試
在進(jìn)行測試時，需要注意重量單位的統(tǒng)一，比如使用千克單位時就要保證樣品和標(biāo)準(zhǔn)容器均用千克單位來表示，以減少誤差。此外，采樣的標(biāo)準(zhǔn)容器必須符合規(guī)范，不同物料有不同的容器尺寸和形狀，需要按照規(guī)定使用，否則堆積密度測試結(jié)果可能不準(zhǔn)確。
4、數(shù)據(jù)處理
測試完成后，可以自動或手動記錄和存儲測試結(jié)果。
四、應(yīng)用領(lǐng)域
1、制藥工業(yè)： 原料藥(API)、藥用輔料(乳糖、淀粉、微晶纖維素)、混合粉末、顆粒劑、膠囊劑內(nèi)容物的流動性評估、處方篩選、工藝設(shè)計(如分裝、壓片填充)和質(zhì)量控制(符合藥典要求)。
2、化工行業(yè)： 塑料粒料、樹脂粉末、顏料、染料、催化劑、洗滌劑、化肥顆粒等的包裝設(shè)計、儲運(yùn)成本計算、反應(yīng)器裝填估算。
3、粉末冶金： 金屬粉末(鐵粉、銅粉、鋁粉等)的松裝密度是模具設(shè)計、粉末輸送和壓制工藝的重要參數(shù)。
4、食品工業(yè)： 面粉、奶粉、咖啡粉、糖粉、調(diào)味料、谷物、寵物食品顆粒等的包裝規(guī)格確定、貨架體積評估、沖調(diào)性預(yù)測。
5、陶瓷與建材： 陶瓷粉體、水泥、礦粉、砂石骨料等的體積計量、混合料配比計算。
6、化妝品行業(yè)： 散粉、粉底、眼影等粉狀產(chǎn)品的包裝設(shè)計及膚感評估。
7、礦業(yè)與能源： 礦石粉、煤粉、生物質(zhì)顆粒燃料等的儲運(yùn)體積計算。
8、科研與質(zhì)檢： 新材料研發(fā)、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定與檢驗。
