大密度介质的测量

大密度介质的测量

1.测试目的

      在这一次的测试表明,即使测量介质的密度远远超过先前规定的最大值,我们的DLO液体密度传感器也能非常精确地测量。

2.测试对象

四氯乙烯(C2Cl4)

摩尔质量:165.83 g/mol

密度:1.61 g/cm³

3.测试内容

       使用DLO-M1密度传感器进行密度测量。在测试开始前,用四氯乙烯对每个传感器进行了冲洗。每秒钟会记录一次密度和温度的测量值。作为参考,我们提前用实验室测量仪器DSA 5000 M(安东帕公司生产)测量了待测液体的密度。将在20 °C和30 °C下测量值进行线性内插,以研究四氯乙烯密度的温度特性。

什么是线性内插法?        

       线性内插法是根据一组已知的未知函数自变量的值和它相对应的函数值, 利用等比关系去求未知函数其他值的近似计算方法,是一种求未知函数逼近数值的求解方法。

4.HK-TrueDyne 传感器介绍

        DLO-M1粘密度传感器利用微电子机械系统(MEMS系统)测量液体的粘度。介质在传感器中通过压力梯度被引导到Ω芯片,该芯片包含一个Ω形微通道。该振动测量系统通过将芯片中的硅管设置为谐振状态并对其进行分析,生成测量值。这是因为振动质量取决于微通道中液体的粘度。同时,介质的密度可以通过微通道的振动频率来确定。由于温度会影响液体的粘度和密度,所以介质的温度也实时记录在芯片上,这样就可以补偿温度效应。

       亚毫米级的测量系统使传感器的结构更加紧凑。它的尺寸仅为80 x 30 x 15 mm (36000 mm³),即使是在很狭小的空间内也能轻易的实现集成。测量值通过RS232接口和TrueDyne传感器标准中的ASCII命令协议上传至上级系统。D

5.测试步骤

1) 使用实验室密度计DSA 5000 M(安东帕)进行参考密度测量

2)如图所示,将DLO液体密度传感器接入测量装置中

3)使用注射器将四氯乙烯泵送至传感器。

6.测试装置

图 2 – 测试装置 | ①原料: 装有四氯乙烯的注射器 ②DLO-M1液体密度传感器 ③数据分析④液体回收⑤数据分析⑥回收的测试液体

7.测试结果

        测量结果如图3所示。黑色虚线标志着与温度有关的参考密度,它是由实验室测量仪器DSA 5000 M(安东帕)测定的。黑色实线标志着参考密度的公差为±0.5 kg/m³(±0.0005 g/cm³),即TrueDyne密度传感器DLO-M1的最大测量偏差。

图 3 HK- DLO-M1密度传感器对四氯乙烯的测量结果(坐标轴:Y = 密度 ;X = 温度)

       彩色的点分别是三个不同的TrueDyne DLO-M1传感器的读数。需要说明的是,液体在流经传感器的过程中,会出现动态测量偏差:这是因为传感器的升温,导致传感器的温度与刚进入的流体的温度有偏差。在较低的流速下,这两个温度趋于一致,因此在静态情况下,测量密度与参考密度值的偏差小于±0.1 kg/m³(±0.0001 g/cm³)。

图3- 在0到60%的测量范围内的测量偏差 

结论: 

       显示的测量结果表明,TrueDyne DLO-M1传感器在密度测量方面达到了规定的±0.5 kg/m³的精度,甚至远远超出了规定的密度范围(>1600 kg/m³,而不是≤1000 kg/m³)。通过对传感器的自热进行补偿,甚至可以达到±0.1 kg/m³的精度。

产品优势

液体密度传感器DLO-M1由于其紧凑的设计,使得传感器的体积小(30 x 66 x 15 mm3)、质量轻(<150 g),在保证高精度的同时可以轻松的集成到罐箱系统中,无需取样,便可对罐箱内的燃油进行质量和浓度的实时监测,节省金钱和时间成本。

更多案例,欢迎关注公众号《虹科传感器技术》

发表评论