정밀한 품질 관리를 위한 편리한 비중 측정

2018-07-16
—OHAUS Adventurer™ 저울을 사용한 비중 측정
 
밀도는 물질 특유의 속성입니다.
각각의 물질은 서로 다른 밀도를 가지고 있습니다. 고밀도인 바위는 무거우므로 더 낮은 밀도를 가지고 있는 물에서 항상 가라앉습니다. 이와 유사하게 사람의 신체 밀도는 단지 1.02g/ cm3 에 불과한 반면, 사해는 1.3g/cm3 만큼 높은 밀도를 가지고 있습니다. 바로 이것이 사람이 사해에 가라앉지 않고 뜰 수 있는 이유입니다.

오하우스에서는 완제품의 품질을 시험하는 목적과 연구목적을 위한 고객의 요청에 따라 다양한 물질들의 밀도를 측정하는 것을 돕고 있습니다. 밀도와 생산간의 어떠한 관계가 있을까요? 밀도 확인은 생산에 있어 사용된 재료의 확인, 각 요소 확인 그리고 재료의 질에 대한 확인 등 여러 방면에서 필수적입니다(제품 품질과 생산 모니터링).

어플리케이션 스토리유리 생산공정에서 비중 측정:

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유리는 형체를 갖추기에 용이합니다. 각각 다른 가공기술에 따라 다양한 형태와 두께, 투명도로 형성될 수 있습니다. 유리는 화학성분에 따라 여러 종류가 있습니다. 유리의 성분은 다양한 산화물과 유리 내부의 무게 비율과 관련이 있습니다. 생산과정에서 유리의 성분이 변화하거나 특정 변동범위를 초과하면 유리의 특성을 변화시킬 뿐 아니라 완제품의 품질에도 영향을 줄 것입니다. 그러므로 성분의 안정성 여부가 유리를 생산하는데 작용하는 가장 중요한 요소 중 하나입니다.

유리를 제조할 때, 유리의 성분 안정성을 감지하는데 보편적으로 사용하는 두 가지 방법이 있습니다: 화학 분석과 비중 측정. 후자가 훨씬 쉽고 효율적입니다.
유리 밀도는 유리의 성분을 구성하는 산화물의 비율에 민감합니다. 그 비율이 일반적인 통제 범위에서 벗어날 때 유리 밀도는 변동합니다.

예를 들어, 석영 모래의 수분율은 쉽게 변화하며 보통 3에서 10% 이내로 변동합니다(질량 분율), 그리고 0.01g/cm3 의 유리 밀도 변화를 가져옵니다. 그러므로 생산자는 정기적으로 유리 밀도를 측정하여 유리 성분의 변동을 산정합니다. 유리 밀도가 변동하는 경우, 생산자는 제조 상태 통제와 더불어 밀도의 안정성을 유지하기 위해 제품 특유의 속성에 따라 유리 속 각각의 산화물의 비율을 조절할 수 있습니다.

이러한 목적으로 우리는 유리 샘플 일부를 사용하여 비중 측정을 시행하였습니다.

저장성의 한 유리 공장이 비중 측정을 위한 세 가지의 유리 샘플을 제공해주었습니다. 샘플들은 생산 시각 순으로 번호를 붙였습니다. 우리는 0.0001g/cm3 의 정밀도가 필요했으므로 오하우스의 AX 분석용 저울을 사용하였습니다.

대기 중과 물 안에서 유리 샘플의 무게를 재어 밀도를 측정하였습니다. 한 가지 주목할 점은 온도가 물에 큰 영향을 미치고 밀도 변화를 가져왔으며 그것은 결과의 세 번째 소수점에서 분명했다는 것입니다. 정확한 결과를 얻기 위해 모든 측정 단계 이전에 정밀 온도계를 사용하여 실제 수온을 측정하는 것이 바람직합니다. 추가로 부정확한 결과를 가져올 수 있는 무게 증가를 방지하기 위해 비커, 홀더 또는 핀셋 위 물방울을 제거하십시오. 

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어플리케이션 스토리 —— 어린이 기침약 개발

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중국 원낭성의 한 제약회사의 사내 품질관리부 직원들은 공장을 나가기 전, 아이들의 기침약 밀도를 측정하려 했습니다. 기침 시럽은 쓴맛과 다른 불쾌한 맛을 줄이기 위해 첨가된 자당과 향료가 있는 걸쭉하고 끈적이는 액체입니다. 하지만 기침약에 들어있는 과도한 자당이 심한 단맛과 혼탁을 이끌어 아이들이 따듯한 물과 섞어 마시는 것을 문제의 소지로 만듭니다. 반면에 조제 시럽의 경우 자당 함유량이 45(g/ml) 보다 높아야 합니다. 이는 <0116 Syrups>, 중국 약전 2015판에 따라 준비에 대한 일반 요구 사항 내에 명시되어 있습니다. 그러므로 너무 높거나 낮지 않은 적당한 자당 함유량은 필수적인 사항입니다.
 
일반적으로, 시럽의 밀도는 자당 함유량이 증가함에 따라 더 높아집니다. 이를 기반으로, 우리는 반복적으로 밀도를 측정하여 기침약의 밀도와 맛 사이의 연관성을 발견할 수 있으며 따라서 중국 약전의 요구사항을 충족시킬 뿐만 아니라 조금 더 아이들의 입맛에 맞는 기침약을 개발할 수 있습니다.

기침약 비중 측정

회사에서는 다른 점성들을 가진 기침약 세 통을 제공하였습니다. 우리는 어드벤처러 AX 분석용 저울의 도움으로 비중 측정을 수행하였습니다. 기침약의 밀도는 처음엔 공기 중에 그 후 기침약 내에서 싱커의 무게를 재어 측정되었습니다. 싱커 위 부력을 일정하게 하기 위해선 싱커를 기침약에 담그는 것이 중요합니다. 만약 기침약이 너무 진하다면 부드럽게 싱커를 눌러서 완전히 잠길 수 있도록 하였습니다. 또한 기침약을 교반 봉으로 섞어 측정 전에 공기 거품을 제거하였습니다. 1mm 지름의 거품 하나가 0.5 mg의 부력을 만드는데 반해 2mm의 지름은 4mg까지 부력을 만들어냅니다.

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오하우스의 저울을 선택하였는가?

우선, 내장 어플리케이션과 온도 키트는 특히 AX 시리즈에 관해서 오하우스의 저울이 비중 측정의 요구를 충족시킬 수 있게 해줍니다. 컬러 터치스크린은 쉽고 빠른 운용을 제공하며 모든 작동 단계에서 사용자를 안내해줍니다.