空氣和氮氣

密度

“露氣寒冷，將凝結也?！眲傔^了秋分，再有幾天便是寒露了，古人的二十四節(jié)氣放于今天也是恰如其分。天氣轉(zhuǎn)涼，注意添衣！

想必大家都知道空氣和氣候的關聯(lián)，那么怎么樣能精準測得空氣和占空氣約78%的氮氣的密度呢？

本次案例中這一系列的快速測試，旨在展示DGF-I1氣體密度傳感器在運行時所能實現(xiàn)的工作精度。由于空氣和氮氣具有相似的密度范圍，因此測試結果證實了DGF-I1氣體密度傳感器的性能，達到了預期。

測試對象

空氣和氮氣的密度測量

測試內(nèi)容

測試內(nèi)容

使用氣體密度傳感器 DGF-I1 來測量密度。上述氣體以恒定流速通過傳感器一段時間。傳感器的記錄功能，會每秒記錄一次密度、溫度、壓力和參考密度的讀數(shù)。

HK-Truedyne 氣體密度傳感器的介紹

DGF-I1 密度傳感器的直徑為 33.5 mm，長度為 63 mm，設計結構緊湊，即使是在狹小的空間內(nèi)也能輕易的實現(xiàn)集成。該傳感器可直接擰入氣管或氣罐，采用一體式連接；過濾器可防止污染。讀數(shù)通過 RS485 接口傳輸?shù)缴霞壪到y(tǒng)。響應時間只有5s，可實現(xiàn)實時測量。

可以測量的介質(zhì)（但不止）：

氫氣(H2) ? 氦氣 (He) ? 氮氣 (N2) ? 氧氣 (O2) ? 二氧化碳 (CO2) ? 氬氣 (Ar)

空氣和氮氣的密度測量

測試裝置

圖 2 – 氣體混合器的設計|①供氣端②熱質(zhì)量流量控制器(MFC)③靜態(tài)混合器④密度傳感器：TrueDyne DGF-I1

空氣和氮氣的密度測量

測試結果

數(shù)據(jù)采樣

為了更好地評估測量結果，我們進行了數(shù)據(jù)采樣——每種介質(zhì)在穩(wěn)定狀態(tài)100 個測量點，并計算密度、壓力、溫度和參考密度（T = 0 °C，p = 1.01325 bar abs）的平均值。

圖 3 顯示了測量值的反應時間和穩(wěn)定性；DGF-I1 輸出的參考密度以及在0 °C 和 1.01325 bar 絕對壓力下計算的參考密度。

圖3：空氣和 N2 的測量結果|①參考密度Air – 干燥空氣②參考密度N2 – 氮氣?數(shù)據(jù)提取表A?數(shù)據(jù)提取表B

參考密度分布

圖 4 和圖 5為測量參考密度的頻率分布圖，直觀顯示了氣體密度傳感器的可重復性能。其中讀數(shù)使用與平均值計算相同的讀數(shù)；兩種介質(zhì)的等級寬度定義為0.001 kg/m3。

空氣和氮氣的密度測量

圖 3 中標記的字段 A 和 B，為表 2（5—15s）和表3（160—170s）的原始數(shù)據(jù)的來源。

結論

從測量結果和計算結果可以看出，DGF氣體密度傳感器測量結果精準穩(wěn)定，反應時間短，實現(xiàn)了實時測量，證實了 DGF-I1氣體密度傳感器的性能，達到了期望。

關于我們

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