空气和氮气
密度
“露气寒冷,将凝结也。”刚过了秋分,再有几天便是寒露了,古人的二十四节气放于今天也是恰如其分。天气转凉,注意添衣!
想必大家都知道空气和气候的关联,那么怎么样能精准测得空气和占空气约78%的氮气的密度呢?
本次案例中这一系列的快速测试,旨在展示DGF-I1气体密度传感器在运行时所能实现的工作精度。由于空气和氮气具有相似的密度范围,因此测试结果证实了DGF-I1气体密度传感器的性能,达到了预期。
测试对象
氮气(Nitrogen)4.5 | 干燥的空气 |
PanGas(材料编号6430112) | 空气压缩机 |
空气和氮气的密度测量
测试内容
测试内容
使用气体密度传感器 DGF-I1 来测量密度。上述气体以恒定流速通过传感器一段时间。传感器的记录功能,会每秒记录一次密度、温度、压力和参考密度的读数。
图1:DGF-I1气体密度传感器HK-Truedyne 气体密度传感器的介绍
DGF-I1 密度传感器的直径为 33.5 mm,长度为 63 mm,设计结构紧凑,即使是在狭小的空间内也能轻易的实现集成。该传感器可直接拧入气管或气罐,采用一体式连接;过滤器可防止污染。读数通过 RS485 接口传输到上级系统。响应时间只有5s,可实现实时测量。
可以测量的介质(但不止):
氢气(H2) • 氦气 (He) • 氮气 (N2) • 氧气 (O2) • 二氧化碳 (CO2) • 氩气 (Ar)
空气和氮气的密度测量
测试装置
图 2 – 气体混合器的设计|①供气端②热质量流量控制器(MFC)③静态混合器④密度传感器:TrueDyne DGF-I1
图2为测试装置。通过五个并联的热质量流量控制器(MFC),可让各种纯净气体交替流过传感器。在传感器的侧面开口处安装排气装置,有利于外壳中的气体交换,从而优化反应时间。空气和氮气的密度测量
测试结果
数据采样
为了更好地评估测量结果,我们进行了数据采样——每种介质在稳定状态100 个测量点,并计算密度、压力、温度和参考密度(T = 0 °C,p = 1.01325 bar abs)的平均值。
图 3 显示了测量值的反应时间和稳定性;DGF-I1 输出的参考密度以及在0 °C 和 1.01325 bar 绝对压力下计算的参考密度。
表1:平均值和参考密度的计算图3:空气和 N2 的测量结果|①参考密度Air – 干燥空气②参考密度N2 – 氮气Ⓐ数据提取表AⒷ数据提取表B
参考密度分布
图 4 和图 5为测量参考密度的频率分布图,直观显示了气体密度传感器的可重复性能。其中读数使用与平均值计算相同的读数;两种介质的等级宽度定义为0.001 kg/m³。
图4:参考密度分布-干燥空气 | 图5:参考密度分布-氮气 |
空气和氮气的密度测量
图 3 中标记的字段 A 和 B,为表 2(5—15s)和表3(160—170s)的原始数据的来源。
表 2:空气和氮气的测量结果– 5—15秒 | 表3:空气和氮气的测量结果– 160—170秒 |
结论
从测量结果和计算结果可以看出,DGF气体密度传感器测量结果精准稳定,反应时间短,实现了实时测量,证实了 DGF-I1气体密度传感器的性能,达到了期望。
关于我们
依附于我们十多年的客户积累和方案提供经验,我们与全球领先的微型传感器系统供应商Truedyne sensor公司展开了合作,为客户提供全球先进的定性和定量液体测量方案(如密度或粘度测量),我们以产品最高的性能参数为基础,与专业的技术知识相结合,致力于更加精确简单的测量,为客户提供创新、先进的微型高精度传感器和满意的服务。
不管是小巧玲珑、细致入微的粘度/密度传感器;还是技术领先,实时精准的激光测距传感器都是人们更科学、更明亮的眼睛。我们会持续更新相关案例、配套设施及解决方案,欢迎大家一起关注学习~
END
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原文标题:虹科气体密度传感器应用:空气和氮气的密度测量
文章出处:【微信公众号:虹科传感器技术】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
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