ไฮโดรมิเตอร์

ไฮดรอมิเตอร์ (อังกฤษ: hydrometer) อาจเรียกว่า มาตรวัดความหนาแน่นของเหลว คือ อุปกรณ์วัดความถ่วงจำเพาะ (specific gravity) หรือความหนาแน่น (density) ของของเหลว โดยอาศัยหลักการลอยตัวของวัตถุ (buoyant force)

Hydrometer from Practical Physics

Schematic drawing of a hydrometer. The lower the density of the fluid, the deeper the weighted float B will sink; the depth can be read off the scale A.

ไฮโดรมิ​เตอร์​ส่วน​มากทำ​จาก​แก้ว ปิดสนิททุกด้าน ด้านบนของไฮดรอมิเตอร์ เรียกว่า ส่วนก้าน (stem) มีลักษณะ​เป็น​หลอดยาวแคบๆ​ เป็น​ส่วน​ที่​ใช้​จับเมื่อ​จะ​จุ่มไฮโดรมิ​เตอร์ลงไป​ใน​สารละลายที่​จะ​วัด​ ​ บนก้าน มีสเกล บอกความหนาแน่นของของเหลว ​ ด้านล่างเป็นกระเปาะ ปลายกระเปาะถ่วง​ด้วย​ตะกั่ว​ ​ปิดทับด้วย​ ​ขี้ผึ้ง​หรือ​ wax ​ ระดับ​ความ​ลึกที่จม​จะ​แปรผกผัน​กับ​ความ​หนา​แน่นของของเหลว​ ​

ชนิดของไฮโดรมิ​เตอร์​

ไฮโดรมิ​เตอร์​มีหลายชนิด จะ​ถูกออกแบบมา​เพื่อ​ใช้​สำ​หรับวัด​ความ​หนา​แน่นของเหลวที่ต่างชนิด​กัน​ สเกลบนไฮโดรมิ​เตอร์​จึง​ต่าง​กัน​ออกไป​ โดย​การเทียบค่า​ (calibration) ​การจม​ใน​ของเหลวที่ทราบ​ความ​หนา​แน่น​แล้ว​​ซึ่ง ​ ​ชนิดของไฮโดรมิ​เตอร์​ที่​ใช้วัดความหนาแน่นของเหลวต่างๆ ​มีดังนี้​

Baume ' scale hydrometer

​สเกลนี้​ได้​รับการสร้างขึ้น​ใน​ปี​ 1768 ​โดย​ Antoine Baume ​นักเคมีชาวฝรั่งเศส​ ​สเกลชนิดนี้​ได้​รับการ​ใช้​งานอย่างกว้างขวาง​เพราะ​มีการแสดงค่าของ​ความ​ถ่วงจำ​เพาะ​เป็น​สเกลตัวเลขที่อ่าน​ได้​ง่าย​ ​สเกลนี้​จะ​วัดที่​ได้​ค่า​เป็น​องศา​โบเม​ (degrees Baume) ​มีสัญลักษณ์​เป็น​ o Be ​หรือ​ o B ​สเกลของไฮโดรมิ​เตอร์ชนิด​จะ​ต่าง​กัน​ไปตามช่วงที่​ใช้​วัด​ความ​หนา​แน่น​ซึ่ง​มี​ 2 ​แบบคือ

​แบบที่​ใช้​วัดของเหลวที่มี​ความ​หนา​แน่นมากกว่าน้ำ​ ​เช่น​ ​น้ำ​เชื่อม​ ​โดย​เทียบมาตรฐานที่อุณหภูมิ​ 15 o C ​ระดับ​ใน​น้ำ​บริสุทธิ์​ไฮโดรมิ​เตอร์​จะ​ลอยตัด​กับ​ผิวหน้าของน้ำ​ที่​เลข​ 0 ​ซึ่ง​เป็น​ระดับบนสุดของสเกล​ ​และ​เมื่อ​อยู่​ใน​สารละลายที่มี​เกลือ​ (common salt) 15 ​ส่วน​ต่อน้ำ​หนักของน้ำ​ ​ไฮโดรมิ​เตอร์​จะ​ลอย​อยู่​ใน​จุดหนึ่ง​ ​จุดนี้​จะ​เป็น​ขีดแบ่งช่วงของไฮโดรมิ​เตอร์​ทั้ง​หมด​ 15 ​ช่วง​ ​ระหว่างแต่ละช่วง​จะ​เป็น​ถูกแบ่ง​เป็น​ช่วงย่อยอีก​ 0-15 ​จุด แบบที่​ใช้​วัดของเหลวที่มี​ความ​หนา​แน่นน้อยกว่าน้ำ​ ​เช่น​ ​แอลกอฮอล์​ ​ที่​ 15 o C ​ระดับที่​ไฮโดรมิ​เตอร์ลอยตัด​กับ​ผิวน้ำ​จะ​อยู่​ที่​ 0 ​ซึ่ง​เป็น​ระดับล่างสุดของสเกล​ ​และ​เมื่อ​อยู่​ใน​สารละลายเกลือ​ 10 ​ส่วน​ใน​น้ำ​ 90 ​ส่วน​ต่อน้ำ​หนัก​ ​ระดับการจม​จะ​อยู่​ที่ขีด​ 10 ​ของไฮโดรมิ​เตอร์​ ​สเกลชนิดนี้​จึง​มีขีดพักแบ่ง​เป็น​ 1-10 ​ห่าง​กัน​ระหว่างขีด​ 0-10 ​หน่วยของสเกล​

Brix scale hydrometer

เสกลบนไฮโดรมิ​เตอร์ชนิดนี้​ มีหน่วย​เป็น​ Brix ซึ่งหมายถึง ​เปอร์​เซ็นต์ของของแข็งที่ละลายได้ทั้งหมด (total soluble solid) ต่อน้ำ​หนักของสารละลาย​ โดย​เทียบมาตรฐานที่​ 20 o C ​ไฮโดวัดตามใช้​กัน​มาก​ใน​อุตสาหกรรมน้ำ​ตาล​ ​องศาบนสเกล​จะ​เท่า​กับ​เปอร์​เซ็นต์ของน้ำ​ตาลต่อน้ำ​หนัก​ ( ​ปริมาณของน้ำ​ตาลต่อน้ำ​หนัก​ 100 ​กรัมของของเหลว​ )​สเกล​ Brix ​นี้​ใช้​ใน​บอกปริมาณน้ำ​ตาลที่มี​อยู่​ใน​ไวน์​และ​ใช้​บอกปริมาณน้ำ​ตาลที่มี​อยู่​ใน​น้ำ​ผลไม้​ ​น้ำ​ตาล​ใน​น้ำ​ผลไม้​แค่​ 2o Brix ​จะ​เปลี่ยน​เป็น​แอลกอฮอล์​ได้​ถึง​ 1% ​ต่อปริมาตรของไวน์​ ​Balling scale hydrometer ไฮโดรมิ​เตอรชนิดนี้​ใช้​​มาก​ใน​อุตสาหกรรมเบียร์​ใน​การวัดเปอร์​เซ็นต์​เฉลี่ยของ​ wort ( ​ของเหลวที่​ได้​จาก​การหมักข้าวบา​เลย์รวม​กับ​น้ำ​ ​และ​จะ​เติมฮอบ​และ​ยีสต์ลงไปเพื่อทำ​เบียร์​ ) ​โดย​น้ำ​หนักของแข็ง​หรือ​น้ำ​ตาลที่ละลาย​อยู่​ใน​เบียร์​หรือ​สุราต่างๆ​ ​ไฮโดรมิ​เตอร์นี้​เทียบมาตรฐานที่​ 14 o Raumur (17.5 o C) ​โดย​ทั่ว​ไป​แล้ว​ไฮโดรมิ​เตอร์นี้​ใช้​สำ​หรับวัดเปอร์​เซ็นต์ต่อน้ำ​หนักของน้ำ​ตาล​เป็น​ตัวเลขที่​ใช้​จะ​เป็น​แบบเดียว​กับ​สเกลของ​ Brix ​แต่​ไฮโดรมิ​เตอร์ชนิดนี้​ใช้​กับ​สุรา​ ​ซึ่ง​ Brix ​สเกลนี้ก็​ใช้​ใน​การหาปริมาณน้ำ​ตาล​ใน​เหล้าองุ่น​ได้​ด้วย​

Twaddle scale hydrometer

เป็น​ไฮโดรมิ​เตอร์ที่มีสเกลผสม​ใช้​วัดของเหลวที่มี​ความ​หนา​แน่นน้อยกว่าน้ำ​ ​เช่น​ ​กรดซัลฟูริค​ ​และ​นม​ ​ไฮโดรมิ​เตอร์ชนิดนี้​ใน​ศตวรรษที่​ 19-20 ​มัก​ใช้​ใน​ใน​การตรวจสอบน้ำ​ยาฟอกหนัง​ใน​อุตสาหกรรมหนังสัตว์​ ​ไฮโดรมิ​เตอร์​ Twaddle ​สเกล​ได้​มา​จาก​การปรับการวัด​ความ​หนา​แน่นของเหลวที่มากกว่าน้ำ​ให้​ง่ายขึ้น​ ​ความ​ถ่วงจำ​เพาะที่วัด​ได้​จะ​อยู่​ใน​ช่วง​ 1.000 ​ถึง​ 2.000 ​โดย​แบ่ง​เป็น​ 200 ​ส่วน​เท่าๆ​ ​กัน​ ​ดั้ง​นั้น​ 1 o Twaddle ​จะ​เป็น​ความ​ถ่วงจำ​เพาะ​เท่า​กับ​ 0.005

Tralles ' scale hydrometer

ใช้​บอกเปอร์​เซ็นต์ของน้ำ​หนักเอทานอล​ใน​น้ำ​ต่อปริมาตร​ ​สเกลของไฮโดรมิ​เตอร์นี้​จะ​เทียบ​กับ​เปอร์​เซ็นต์ของเอทานอลต่อปริมาตรที่​ 60 o F ​เมื่อจุ่มไฮโดรมิ​เตอร์ชนิดนี้​ใน​น้ำ​บริสุทธิ์ระดับ​อยู่​ที่บริ​เวณที่ผิวหน้าของน้ำ​บริสุทธิ์ตัด​กับ​สเกลที่​ 0 ​ของสเกล​ ​และ​เมื่อจุ่ม​ใน​เอทานอลบริสุทธิ์​จะ​มีระดับ​เป็น​ 100 ​สเกลชนิดนี้​จึง​แบ่งช่วง​เป็น​ 0 ​ถึง​ 200

Americn petroleum institute ​และ​ ASTM hydrometer

ไฮโดรมิ​เตอร์สเกลนี้​ได้​รับการคิด​ค้น​โดย​สถาบันปิ​โตรเลียมอเมริ​กัน​ (the American Petroleum Institute) ​ใน​ปี​ 1921 ​ไฮโดรมิ​เตอร์ชนิดนี้​เป็น​มาตรฐาน​ใน​การวัดผลิตภัณฑ์ปิ​โตรเลียม​ใน​อเมริกา​ Propylene glycol hydrometer ​ไฮโดรมิ​เตอร์ชนิดนี้​จะ​มีสเกลคู่ที่​ใช้​วัด​ความ​ถ่วงจำ​เพาะ​และ​เปอร์​เซ็นต์​โดย​น้ำ​หนักของ​ propylene glycol ​ที่​ 60 o F ​ไฮโดรมิ​เตอร์ชนิดนี้​จะ​ใช้​กับ​ตารางดัชนีบอกค่าจุดเยือกแข็ง​ ​จุดเดือด​และ​เปอร์​เซ็นต์​โดย​น้ำ​หนักร่วม​กัน​

Salt-brine hydrometer

ไฮโดรมิ​เตอร์ชนิดนี้​ใช้​ใน​การวัด​ความ​อิ่มตัวของเกลือ​ใน​น้ำ​ที่​ 60 oF ​ความ​ยาวของไฮโดรมิ​เตอร์​เป็น​ 330 ​มม​ .

Specific gravity hydrometer

ไฮโดรมิ​เตอร์ชนิดนี้​ใช้​วัดอัตรา​ความ​หนา​แน่นของตัวอย่างเปรียบเทียบ​กับ​ความ​หนา​แน่นของน้ำ​บริสุทธิ์​ ​อุณหภูมิที่​ใช้​วัดมาตรฐานของไฮโดรมิ​เตอร์ชนิดนี้คือ​ 60/60 o F (15.6/15.6 o C)

Quevenne Lactometer

ไฮโดรมิ​เตอร์ชนิดนี้​ใช้​ใน​การวัด​ความ​ถ่วงจำ​เพาะ​และ​องศา​ quevenne ​ของหางนม​และ​นม​ทั้ง​หมด​ ​อุณหภูมิที่​ใช้​ใน​การเทียบมาตรฐานคือที่​ 60 o F ​ความ​ยาวของไฮโดรมิ​เตอร์​เป็น​ 330 ​มม​ . ​โดย​มีรูปแบบที่ก้าน​เป็น​เทอร์​โมมิ​เตอร์​ซึ่ง​มีช่วง​เป็น​ 20-100 o F