1 先容
DMA 4101, DMA 4501 和 DMA 不仅适用于各种液体的密度丈量,也适用于气体的密度丈量。 根据须要的精根据须要的精确度等级,可选择三种台式密度计,其重 复性见表1
后续,先容了从各种容器中灌装气体到密度计的丈量池的安装、丈量程序、“标准密度”的定义以及测试丈量结 果。须要的部件见表2.
2 DMA气体测试准备
详细解释准备用于气体丈量的DMA密度计的必要步骤: 1. 安装“DMA/CarboQC进样适配器” 至DMA 4101/ 4501 /5001右侧的适配器上 (图 1).
2. 安装 "Hose 2x4 聚氨酯管路" 至进样口适配器. 管 路长度根据DMA 和样品容器(比如气瓶)间的距 离。
3. 连接管路另一端至样品容器。
4. 连接另一根大约cm长度"Hose 2x4 聚氨酯管路" 至另一端进样口适配器 (图 2).
5. 这跟管子末端,连接一个"T型管路连接头,4 mm"
6. 剪一段“2x4聚氨酯管路”,连接到T型管路连接头 的中间接头上。软管另一端连接压力传感器。 (图 3).
主要: DMA 4101/ 451 /5001,T型管路连接头和球阀的设 计可承受最大绝对压力为10 bar。聚氨酯管路可用于最大 事情压力为23bar绝对压力。
图 4 显示安装的丈量系统的事理图.
3 样品添补
1. 锁住球阀 (见 图 4).
主要: 对付任何样品容器,必须把稳气体绝对压力不能 超过10bar。 实现这一点可以利用压力调节阀。
2. 打开样品容器的阀(=进样阀)(见 图 4). 3. 打开球阀, 让样品流过丈量池至少30秒
主要: 在丈量易燃、有毒气体时,须要采纳所有干系的 安全方法。
4. 要连续进行丈量,请按照第4章的描述连续进行
4 丈量 4.1 选择A – 系统压力下丈量
关闭球阀,进气阀打开状态,等待产生的压力稳定(压 力取决于样品容器的灌装压力和温度)。开始丈量并等 待直到丈量完成。 丈量结束后关闭进气阀。然后打开球阀,等待过压消退。 4.2 选择B – 环境压力下丈量 关闭进样阀,让球阀开着。等待压力传感器指示环境压 力稳定。然后关闭球阀。按“开始”键开始丈量,等待 丈量完成。
5 "标准密度"的定义和丈量结果与“标准密度“适配
5.1 概论 温度和压力的标准条件是用于实验丈量的标准条件集, 以便在不同的数据集之间进行比较。 最常用的标准是国际纯粹与运用化学联合会(IUPAC)和 国家标准与技能研究所(NIST)的标准。
5.2 定义 "标准状态" 和 “标准密度” 标准密度 = 标准压力和标准温度下的密度。IUPAC 和 NIST 标准温度和压力(STP) 总结在表3
5.3 丈量结果与“标准密度“适配
例如,如果在不同的丈量中压力和温度速率不同,结果 就不能直接比较。在这种情形下,完备建议将结果调度 为“标准密度”。 下面的打算示例(表4)作为演示: 15°(288.15 K)和1014 mbar ("状态 1")测试的密度结果, 如何调度到 0 °C (= 273.15 K) 和1013 mbar ("状态 2", “标准密度”)的密度
状态2密度打算:
结果是标准密度0.000423 g/cm3 .
提示: 这个调度只适用于空想气体 除此之外,考虑到标准密度与0°C干系,只有在测 量温度为0°C时才能得到100%精确的结果。对付任 何其他丈量温度,必须考虑实际气体的膨胀行为, 这些行为可以从相应的表中读取。 由于在低于10°C的丈量温度下可能涌现冷凝问题,建 议选择至少10°C的丈量温度,然后运用上述打算。作 为一种替代方法,干燥的空气可以连接仪器后面以避 免冷凝
6 密度计校正
DMA 4101 / 4501 / 5001出厂用空气和脱气双蒸馏水 校正。这种校正也可用于丈量气体。然而,为了在气体 密度范围内实现最精确的密度丈量,在DMA 4101/ 451 /5001上可用于特定运用的分外调度,个中DMA 可以用已知密度的纯气体和已知密度的第二校正物质进 行校正。 这些校正介质的密度性子最好与样品的密度性子相似。 例如,氦气(低密度)和三甲基戊烷(高密度)可用于丈量 气体时的校正。 氦气密度,at 15 °C and 1.013 bar: 0.000167 g/cm3 三甲基戊烷密度,at 15 °C and 1.013 bar: 0.695959 g/cm3
提示: 利用自定义校正的丈量,丈量温度必须即是特 定自定义校正时的温度。否则,不处理任何丈量结 果。用于分外校正的两种气体的密度率必须至少相差 0.01 g/cm3。
7 样品容器 有各种类型的样品容器可以连接到DMA。标准情形包 括一个气瓶,用得当的适配器和软管连接到丈量池
为了采集样品并将其添补到密度丈量池中,例如,也可 以利用“气鼠gas mouse”。
8 丈量结果
8.1 可选择 为了验证“安东帕密度计气体丈量”的运用,利用DMA 5000 M密度计(DMA 5001的前身)进行了测试丈量。 8.2 系统压力丈量 为了测试丈量重复性,在大约4.2bar(通过压力调节阀 调节)压力下,交替丈量压缩空气和二氧化碳。丈量过 程在第4章中描述。 统共进行了10次丈量(5次利用压缩空气,5次利用二氧 化碳)。然后,打算两种气体的标准密度率(表5),并以 此为根本打算均匀值和标准差:
8.3 常压丈量
为了测试丈量的重复性,如上所述,对压缩空气和二氧 化碳进行了交替丈量。 统共进行了八次丈量(压缩空气丈量四次,二氧化碳测 量四次)。环境压力读数为990毫巴。然后,打算两种气 体的均匀值和标准差:
9 总结
如表所示,两种丈量版本(在系统压力或环境压力下)都 具有极高的可重复性。 系统压力下的丈量比环境压力下的丈量具有更高的重复 性。但是,这只适用于样品材料的压力不颠簸的情形。
10 附件
DIN Standard 1871 "Gaseous Fuels and Other Gases – Density and other Volumetric Quantities"