空气和氮气的密度测量

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 1.测试目的     

       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,达到了我们的期望。

 2.测试对象      

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3.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。

4.HK—TrueDyne气体密度传感器介绍

图1:DGF-I1 气体密度传感器

       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)

5.测试装置       

       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。

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:HK-TrueDyne DGF-I1

6.测试结果      

        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

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。

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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。

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