Les pycnomètres à gaz mesurent la masse volumique réelle des échantillons solides en se servant d’un gaz inerte pour mesurer leur volume et en appliquant le principe d’Archimède sur le déplacement. Contrairement à des appareils similaires qui utilisent des liquides (eau, alcool ou kérosène), ces instruments sont faciles à utiliser et n'affectent pas la chimie de surface ou la structure physique de l'échantillon pendant la mesure. Le PentaPyc5200e mesure jusqu’à cinq échantillons de 1 cm³ à 135 cm³ avec le plus haut niveau de précision grâce à ses nombreuses chambres de volume d’expansion intégrées.
Pour calculer la densité d'un matériau à l'aide d'un pycnomètre à hélium, on suit un protocole de mesure précis. D'abord, on place l'échantillon solide dans la chambre d'échantillon du pycnomètre. Le pycnomètre à hélium, tel que la série Ultrapyc ou le modèle Pentapyc, utilise un gaz inerte, généralement l'hélium, pour mesurer le volume de l'échantillon par le principe de déplacement d'Archimède. Le pycnomètre mesure la pression initiale d'un volume de gaz connu et la compare à la pression après expansion dans la chambre contenant l'échantillon. En utilisant l'équation des gaz parfaits, le volume du solide est déterminé. La masse volumique réelle est ensuite calculée en divisant la masse de l'échantillon par son volume mesuré. Les modèles comme l'Ultrapyc intègrent des chambres de référence de différentes tailles pour optimiser la précision, tandis que le contrôle de température par effet Peltier garantit des mesures stables. Ce processus permet une détermination rapide et précise de la densité sans affecter la chimie de surface de l'échantillon.
