CN113933212A - 基于气体密度外标法二元混合气体混气比测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

基于气体密度外标法二元混合气体混气比测量方法及装置，属于电力系统检测技术领域，解决的技术问题在于如何采用测密度法测量二元混合气体的混气比；本发明的技术方案采用测密度法测量混合绝缘气体的混气比，采用外标法测定每种混气比的标准二元混合气体的密度，据此绘制出标准二元混合气体的密度与混气比之间的标准曲线，再测定待测二元混合气体的密度，从绘制的标准曲线上找出对应的混气比，适用于所有的二元混合绝缘气体的混气比检测，适用范围广；且可实现无损在线混气比测试，测量的气体可循环回收至设备中。

Description

基于气体密度外标法二元混合气体混气比测量方法及装置

技术领域

本发明属于电力系统检测技术领域，涉及一种基于气体密度外标法二元混合气体混气比测量方法及装置。

背景技术

SF₆气体是目前性能最优异的气体绝缘介质，在相同压力下绝缘性能约为空气的2.5倍，灭弧性能是空气的100倍，被广泛应用应用在各电压等级的电气设备中，有效地减少了电气设备的体积、降低了设备的占地面积、延长了设备的检修周期。

然而，SF₆也存在明显的缺陷，SF₆是一种强烈的温室效应气体，等效温室效应为CO₂的23900倍，在大气中的寿命约为3200年，排放到大气中会对环境产生严重影响。此外SF₆气体的液化温度较高，一旦气体发生液化，设备的绝缘性能将大幅下降，严重危及设备安全运行。0.7Mpa(一般断路器中SF₆的压力)压力时的液化温度为-30℃左右，由此可知纯SF₆气体不适宜在东北、新疆、内蒙以及青藏高原等地区的冬季户外进行使用。

为应对SF₆的温室效应和易发生液化的问题，目前广泛采用SF₆与另外一种气体如N₂或CF₄等混合的二元混合绝缘气体，形成SF₆/N₂或SF₆/CF₄等混合绝缘气体来替代纯SF₆进行使用，混合气体在一定程度上能够减少设备中SF₆气体的用量，降低设备中SF₆气体的液化温度。SF₆混合绝缘气体的性能主要由两种气体本身性质及两种气体的混气比决定，准确测定混气比是SF₆混合气体现场使用的重要基础。

对于二元混合绝缘气体混气比的测定，目前主要方法有3种：1)气相色谱法。即采用气相色谱对混合气体中的主要组分进行分离和定量测量，然后根据归一化法进行计算，从而得到混合气体的混气比。2)热导检测法。采用热导原理的传感器进行测量，然后根据外标法对测量结果计算，得到混合气体的混气比。3)红外光谱法。利用SF₆气体在红外光波段有特征吸收，通过测量选定波段的吸收光强度与样品气中的SF₆浓度建立关系，从而得到混合气体的混气比。其中色谱法准确性高，但色谱仪分析速度慢、操作复杂、对环境要求苛刻、需要电源和载气等缺点，不适用于现场测量，且色谱法一般无法实现全量程混气比检测。热导检测法检测精度较低，传感器长时间使用后易发生漂移，需要定期进行校准。红外光谱法检测精度低，易受外界干扰，随着使用年限的增加，仪器性能下降，检测准确性下降，同时仪器无法适用于非SF₆混合气体(如C₄F₇N和CO₂的混合气体)的混气比检测。文献《一种二元混合气体浓度超声测量仪的设计》(王明伟,姚展.一种二元混合气体浓度超声测量仪的设计[J].计算机测量与控制,2010,18(12):2908-2910.)公开了根据超声波在二元混合气体中传播时，声速与二元待测混合气体的浓度、温度存在一定的关系的理论，改进了超声检测二元混合气体的气体浓度的计算公式，提出了一种新的测温方法；但是该文献并未解决如何测定二元混合气体混气比。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何采用测密度的方式测量二元混合气体气体的混气比。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

基于气体密度外标法二元混合气体混气比测量方法，应用于混气比测量装置，所述的混气比测量装置包括：U型振荡管(1)、磁铁(2)、电子激发振荡器(3)、频率计数器(4)、压力传感器(5)、第一温度传感器(6)、第二温度传感器(7)、第三温度传感器(8)、控温保温层(9)、进气阀(10)、出气阀(11)；所述的U型振荡管(1)底部固定有磁铁(2)，U型振荡管(1)的两个竖管的上部各安装有一个频率计数器(4)；U型振荡管(1)的左侧竖管的管口通过管路与进气阀(10)的第一端口密封连接，进气阀(10)的第二端口通过管路与外界连接，所述的压力传感器(5)密封连接在U型振荡管(1)的左侧竖管的管口与进气阀(10)的第一端口之间的管路上；U型振荡管(1)的右侧竖管的管口通过管路与出气阀(11)的进气端密封连接，出气阀(11)的出气端与排气管路密封连接；第一温度传感器(6)安装在U型振荡管(1)的左侧竖管与右侧竖管之间；所述的电子激发振荡器(3)安装在固定有磁铁(2)的下方，所述的U型振荡管(1)、磁铁(2)、电子激发振荡器(3)、频率计数器(4)、压力传感器(5)、第一温度传感器(6)、出气阀(11)均安装在控温保温层(9)内，所述的第二温度传感器(7)安装在控温保温层(9)外壁上，所述的第三温度传感器(8)安装在控温保温层(9)内壁上；

所述的混气比测量方法包括以下步骤：

S1、对混气比测量装置进行标定；

S2、在设定的温度和压力条件下，配制一系列不同混气比的标准二元混合气体，测定每种混气比的标准二元混合气体的密度，据此绘制出标准二元混合气体的密度与混气比之间的标准曲线；

S3、在所述的设定的温度和压力条件下，测定待测二元混合气体的密度，再从绘制的标准曲线上找出对应的混气比。

本发明的技术方案首次提出采用测密度法测量混合绝缘气体的混气比，采用外标法测定每种混气比的标准二元混合气体的密度，据此绘制出标准二元混合气体的密度与混气比之间的标准曲线，再测定待测二元混合气体的密度，从绘制的标准曲线上找出对应的混气比，适用于所有的二元混合绝缘气体的混气比检测，适用范围广；且可实现无损在线混气比测试，测量的气体可循环回收至设备中。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述的对混气比测量装置进行标定的方法为：首先将U型振荡管(1)进气管路与洁净空气连接，打开进气阀(10)和出气阀(11)，使空气保持稳定流速冲洗U型振荡管(1)及相应管路；然后关闭进气阀(10)和出气阀(11)，通过控温保温层(9)使测量装置温度恒定，控制出气阀(11)，使U型振荡管(1)中的气体压力与大气压力平衡，记录此时压力传感器(5)的读数P；启动测量装置，记录稳定的振动周期T_A以及U型振荡管(1)的温度t_A；空气标定完毕后更换纯水进行标定，用纯水冲洗U型振荡管(1)，然后将纯水注满U型振荡管(1)，管内水中应无气泡存在，通过控温保温层(9)使测量装置及管内纯水的温度稳定，启动测量装置，记录稳定的振动周期T_w以及U型振荡管(1)的温度t_w；最后根据记录的数据计算出U型振荡管(1)的常数F。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述的测量装置的常数F的计算公式为：

其中，F表示U型振荡管(1)的常数；ρ_w表示测试温度下水的密度，单位为g/cm³；ρ_A表示测试温度下空气的密度，单位为g/cm³；T_w表示U型振荡管(1)内为水时观测的振动周期，单位为s；T_A表示U型振荡管(1)内为空气时观测的振动周期，单位为s。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述的一系列不同混气比至少包括：100％：0％、50％：50％以及0％：100％。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述的测定每种混气比的标准二元混合气体的密度的测量方法为：采用纯净空气将U型振荡管(1)及连接管路吹扫至干燥；将标准二元混合气体样品接入测量装置的进气管路，打开进气阀(10)和出气阀(11)，使标准二元混合气体样品保持稳定流速冲洗U型振荡管(1)及相应管路；然后关闭进气阀(10)和出气阀(11)，通过控温保温层(9)使测量装置温度恒定，控制出气阀(11)，使U型振荡管(1)中的气体压力与大气压力平衡，记录此时压力传感器(5)的读数，启动装置，记录稳定的振动周期T_混以及U型振荡管(1)的温度；按照此测试过程完成全部标准二元混合气体的密度ρ_混测定。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述的标准二元混合气体的密度测定的公式为：

其中，ρ_混表示测试温度下标准二元混合气体的密度，单位为g/cm³；ρ_w表示测试温度下水的密度，单位为g/cm³；T_w表示U型振荡管(1)内为水时观测的振动周期，单位为s；T_混表示U型振荡管(1)内为混合气体时观测的振动周期，单位为s。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述的二元混合气体为：SF₆/N₂二元混合气体或SF₆/CF₄二元混合气体或C₄F₇N/CO₂二元混合气体。

基于气体密度外标法二元混合气体混气比测量装置，包括：U型振荡管(1)、磁铁(2)、电子激发振荡器(3)、频率计数器(4)、压力传感器(5)、第一温度传感器(6)、进气阀(10)、出气阀(11)；所述的U型振荡管(1)底部固定有磁铁(2)，U型振荡管(1)的两个竖管的上部各安装有一个频率计数器(4)；U型振荡管(1)的左侧竖管的管口通过管路与进气阀(10)的第一端口密封连接，进气阀(10)的第二端口通过管路与外界连接，所述的压力传感器(5)密封连接在U型振荡管(1)的左侧竖管的管口与进气阀(10)的第一端口之间的管路上；U型振荡管(1)的右侧竖管的管口通过管路与出气阀(11)的进气端密封连接，出气阀(11)的出气端与排气管路密封连接；第一温度传感器(6)安装在U型振荡管(1)的左侧竖管与右侧竖管之间；所述的电子激发振荡器(3)安装在固定有磁铁(2)的下方。

作为本发明技术方案的进一步改进，还包括：控温保温层(9)；所述的U型振荡管(1)、磁铁(2)、电子激发振荡器(3)、频率计数器(4)、压力传感器(5)、第一温度传感器(6)、出气阀(11)均安装在控温保温层(9)内。

作为本发明技术方案的进一步改进，还包括：第二温度传感器(7)、第三温度传感器(8)；所述的第二温度传感器(7)安装在控温保温层(9)外壁上，所述的第三温度传感器(8)安装在控温保温层(9)内壁上。

本发明的优点在于：

本发明的技术方案首次提出采用测密度法测量混合绝缘气体的混气比，采用外标法测定每种混气比的标准二元混合气体的密度，据此绘制出标准二元混合气体的密度与混气比之间的标准曲线，再测定待测二元混合气体的密度，从绘制的标准曲线上找出对应的混气比，适用于所有的二元混合绝缘气体的混气比检测，适用范围广；且可实现无损在线混气比测试，测量的气体可循环回收至设备中。

附图说明

图1是本发明实施例一基于气体密度外标法二元混合气体混气比测量装置的结构图；

图2是本发明实施例一基于气体密度外标法二元混合气体混气比测量方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合说明书附图以及具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述：

实施例一

下面结合说明书附图以及具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述：

1、装置的结构组成

如图1所示，基于气体密度外标法二元混合气体混气比测量装置，包括：U型振荡管1、磁铁2、电子激发振荡器3、频率计数器4、压力传感器5、第一温度传感器6、第二温度传感器7、第三温度传感器8、控温保温层9、进气阀10、出气阀11。

所述的U型振荡管1为为硼化玻璃材质，容积为3mL通过注水称重法进行标定，U型振荡管1底部固定有磁铁2，U型振荡管1的两个竖管的上部各安装有一个频率计数器4；U型振荡管1的左侧竖管的管口通过管路与进气阀10的第一端口密封连接，进气阀10的第二端口通过管路与外界连接，所述的压力传感器5密封连接在U型振荡管1的左侧竖管的管口与进气阀10的第一端口之间的管路上，进气阀10用于控制气体进入U型振荡管1；所述的压力传感器5用于监测U型振荡管1中气体的压力值，检测精度为±0.01kPa；U型振荡管1的右侧竖管的管口通过管路与出气阀11的进气端密封连接，出气阀11的出气端与排气管路密封连接；第一温度传感器6安装在U型振荡管1的左侧竖管与右侧竖管之间；所述的电子激发振荡器3安装在固定有磁铁2的下方，所述的U型振荡管1、磁铁2、电子激发振荡器3、频率计数器4、压力传感器5、第一温度传感器6、出气阀11均安装在控温保温层9内，所述的第二温度传感器7安装在控温保温层9外壁上，所述的控温保温层9用于对测试区域进行温度调节和控制，所述的第三温度传感器8安装在控温保温层9内壁上。

2、U型振荡管法测物质密度的原理

U型振荡管法测物质的密度已被广泛应用多年，其具有快速、可靠、准确率高、测量精度高等优点。振荡管法检测物质密度的原理是利用基于电磁引发的玻璃U型管的振荡频率，即利用一块磁铁固定在U型玻璃测量管上，由电子激发振荡器使其产生振动，玻璃管的振动周期将被振动传感器测量得到，每一个U型玻璃管都有其特征频率或按固有频率振动。当玻璃管内充满物体后，其频率为管内填充物质质量的函数。当物质的质量增加时其频率会降低，即振动周期T增加。测量时，选择某些物质作为标准物质，测量频率后通过被测物质与标准物质之间的振动频率的差值计算出被测物质的密度值。

U型振荡管1在进行测试前需测定仪器常数F，一般采用至少两种标准物质进行测定，该两种标准物质的密度区间应涵盖试验样品的密度范围。对于SF₆气体，其密度一般在20℃时为6.16kg/m³，因此可选用空气和纯水作为标准物质，通过U型振荡管1对标准物质的密度测量结果可计算出仪器的常数F：

其中，F表示U型振荡管1测试仪仪器常数；ρ_w表示测试温度下水的密度，单位为g/cm³(20℃时ρ_w＝0.9982g/cm³)；ρ_A表示测试温度下空气的密度，单位为g/cm³(20℃时ρ_A＝0.00120g/cm³)；T_w表示U型振荡管1内为水时观测的振动周期，单位为s；T_A表示U型振荡管1内为空气时观测的振动周期，单位为s。

因此，利用U型振荡管1对二元混合气体进行检测，根据测得的混合气体的振动周期T_混可得到混合气体的密度ρ_混：

其中：ρ_混表示测试温度下混合的密度，g/cm³；ρ_w表示测试温度下水的密度，单位为g/cm³；T_w表示U型振荡管1内为水时观测的振动周期，单位为s；T_混表示U型振荡管1内为混合气体时观测的振动周期，单位为s。

3、测量二元气体混气比

3.1、原理

在常温和常压下，SF₆混合气体可当作理想气体进行处理。对于二元混合气体，当两种气体的混合比例确定了，则在特定温度和压力下的混合气体的密度也就确定了。采用外标法，先通过两种纯气配制系列混气比的标准气体，通过U型振荡管1测定该系列标准气体，建立混气比例与气体密度之间的对应关系，画出标准曲线。对于待测样品，则根据相同温度压力条件下测得的密度从标准曲线中直接找到对应的混气比。

如图2所示，以SF₆/N₂二元混合气体为例：

1)采用高纯SF₆气体和N₂配制系列标准气体：100％：0％(V/V)、50％：50％(V/V)以及0％：100％(V/V)。在设定温度(20℃)和气体压力(0.1MPa)下测得上述标准气体的密度。在常温常压下，混合气体可视为理想气体，根据理想气体状态方程：

由公式(3)可知，气体密度与气体分压呈线性关系，由于U型振荡管(1)为恒容条件，则二元气体的分压之比等于物质的量之比也就等于混气比。据此建立气体密度与混气比标准曲线。

2)在相同温度(20℃)和气体压力(0.1MPa)下，测定待测混合气体的混气比为ρ_测，再从标准曲线上找出对应的混气比。同样的，该测试方法对于其它SF₆混合绝缘气体，如SF₆/CF₄等，以及非SF₆混合绝缘气体，如C₄F₇N/CO₂等的混气比测量原理相同。

3.2、装置操作过程

1)装置标定

装置在首次使用时需进行标定。采用空气和水作为标准物质对U型振荡管1进行标定。首先将U型振荡管1进气管路与洁净空气连接，打开进气阀10和出气阀11，使空气保持稳定流速冲洗U型振荡管1及相应管路3～5min；然后关闭进气阀10和出气阀11，通过控温装置9使测量仪器温度恒定在20℃±0.01℃，控制出气阀11，使U型振荡管1中的气体压力与大气压力平衡，记录此时压力传感器5的读数P。启动仪器测量功能，记录稳定的振动周期T_A，以及U型管的温度t_A。空气标定完毕，更换纯水进行标定，用纯水冲洗U型振荡管1几次，然后将纯水注满U型管，管内水中应无气泡存在，通过控温装置9使测量仪器及管内纯水的温度稳定至20℃±0.01℃，启动仪器测量功能，记录稳定的振动周期T_w以及U型管的温度t_w。最后根据公式(1)计算出装置的仪器常数F。

2)绘制标准曲线

采用构成二元混合气体两种组分的纯气配制系列标准混合气体，依次采用U型振荡管1对标准气体进行检测。首先利用待测标准气体对U型振荡管1进行吹扫3～5min，停止进气，关闭进气阀，调节出气阀使U型振荡管1中的气体压力为0.1MPa。通过装置控温功能使U型振荡管1的温度为20℃±0.01℃，开始测量，记录振动周期T_i以及U型振荡管1的温度t_i，根据公式(2)测得该标准气体的密度为ρ_i。

依次按照上述步骤完成其余标准气体的密度测试，最终形成标准混合气体密度与混气比之间的对应关系，绘制成标准曲线。

采用纯净空气将U型振荡管1及连接管路吹扫至干燥。将标准气体样品接入测试仪器的进气管路，打开进气阀10和出气阀11，使标样保持稳定流速冲洗U型振荡管1及相应管路3～5min；然后关闭进气阀10和出气阀11，通过控温装置9使测量仪器温度恒定在20℃±0.01℃，控制出气阀11，使U型振荡管1中的气体压力与大气压力平衡，记录此时压力传感器5的读数P_i启动仪器测量功能，记录稳定的振动周期T_i，以及U型管的温度t_i。按照此测试过程完成全部标气的密度测定，并绘制标准气体密度与混气比的关系曲线。

3)样品检测

利用样品气体对U型振荡管1进行吹扫3～5min，停止进气，关闭进气阀，调节出气阀使U型振荡管1中的气体压力为0.1MPa。通过装置控温功能使U型振荡管1的温度为20℃±0.01℃，开始测量，记录振动周期T_测以及U型振荡管1的温度t_测，根据公式(2)测得样品混合气体的密度为ρ_测，根据标准曲线查找出该密度时所对应的混气比φ_测。

参照标样检测步骤完成样品检测，采用高纯空气对U型振荡管1吹扫3～5min，关闭进气阀10和出气阀11，关闭仪器。根据测得的样品密度ρ_测，从标准曲线中查找出对应的混气比。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.基于气体密度外标法二元混合气体混气比测量方法，其特征在于，应用于混气比测量装置，所述的混气比测量装置包括：U型振荡管(1)、磁铁(2)、电子激发振荡器(3)、频率计数器(4)、压力传感器(5)、第一温度传感器(6)、第二温度传感器(7)、第三温度传感器(8)、控温保温层(9)、进气阀(10)、出气阀(11)；所述的U型振荡管(1)底部固定有磁铁(2)，U型振荡管(1)的两个竖管的上部各安装有一个频率计数器(4)；U型振荡管(1)的左侧竖管的管口通过管路与进气阀(10)的第一端口密封连接，进气阀(10)的第二端口通过管路与外界连接，所述的压力传感器(5)密封连接在U型振荡管(1)的左侧竖管的管口与进气阀(10)的第一端口之间的管路上；U型振荡管(1)的右侧竖管的管口通过管路与出气阀(11)的进气端密封连接，出气阀(11)的出气端与排气管路密封连接；第一温度传感器(6)安装在U型振荡管(1)的左侧竖管与右侧竖管之间；所述的电子激发振荡器(3)安装在固定有磁铁(2)的下方，所述的U型振荡管(1)、磁铁(2)、电子激发振荡器(3)、频率计数器(4)、压力传感器(5)、第一温度传感器(6)、出气阀(11)均安装在控温保温层(9)内，所述的第二温度传感器(7)安装在控温保温层(9)外壁上，所述的第三温度传感器(8)安装在控温保温层(9)内壁上；

所述的混气比测量方法包括以下步骤：

S1、对混气比测量装置进行标定；

S2、在设定的温度和压力条件下，配制一系列不同混气比的标准二元混合气体，测定每种混气比的标准二元混合气体的密度，据此绘制出标准二元混合气体的密度与混气比之间的标准曲线；

S3、在所述的设定的温度和压力条件下，测定待测二元混合气体的密度，再从绘制的标准曲线上找出对应的混气比。

2.根据权利要求1所述的基于气体密度外标法二元混合气体混气比测量方法，其特征在于，所述的对混气比测量装置进行标定的方法为：首先将U型振荡管(1)进气管路与洁净空气连接，打开进气阀(10)和出气阀(11)，使空气保持稳定流速冲洗U型振荡管(1)及相应管路；然后关闭进气阀(10)和出气阀(11)，通过控温保温层(9)使测量装置温度恒定，控制出气阀(11)，使U型振荡管(1)中的气体压力与大气压力平衡，记录此时压力传感器(5)的读数P；启动测量装置，记录稳定的振动周期T_A以及U型振荡管(1)的温度t_A；空气标定完毕后更换纯水进行标定，用纯水冲洗U型振荡管(1)，然后将纯水注满U型振荡管(1)，管内水中应无气泡存在，通过控温保温层(9)使测量装置及管内纯水的温度稳定，启动测量装置，记录稳定的振动周期T_w以及U型振荡管(1)的温度t_w；最后根据记录的数据计算出U型振荡管(1)的常数F。

3.根据权利要求2所述的基于气体密度外标法二元混合气体混气比测量方法，其特征在于，所述的测量装置的常数F的计算公式为：

其中，F表示U型振荡管(1)的常数；ρ_w表示测试温度下水的密度，单位为g/cm³；ρ_A表示测试温度下空气的密度，单位为g/cm³；T_w表示U型振荡管(1)内为水时观测的振动周期，单位为s；T_A表示U型振荡管(1)内为空气时观测的振动周期，单位为s。

4.根据权利要求1所述的基于气体密度外标法二元混合气体混气比测量方法，其特征在于，所述的一系列不同混气比至少包括：100％：0％、50％：50％以及0％：100％。

5.根据权利要求3所述的基于气体密度外标法二元混合气体混气比测量方法，其特征在于，所述的测定每种混气比的标准二元混合气体的密度的测量方法为：采用纯净空气将U型振荡管(1)及连接管路吹扫至干燥；将标准二元混合气体样品接入测量装置的进气管路，打开进气阀(10)和出气阀(11)，使标准二元混合气体样品保持稳定流速冲洗U型振荡管(1)及相应管路；然后关闭进气阀(10)和出气阀(11)，通过控温保温层(9)使测量装置温度恒定，控制出气阀(11)，使U型振荡管(1)中的气体压力与大气压力平衡，记录此时压力传感器(5)的读数，启动装置，记录稳定的振动周期T_混以及U型振荡管(1)的温度；按照此测试过程完成全部标准二元混合气体的密度ρ_混测定。

6.根据权利要求5所述的基于气体密度外标法二元混合气体混气比测量方法，其特征在于，所述的标准二元混合气体的密度测定的公式为：

其中，ρ_混表示测试温度下标准二元混合气体的密度，单位为g/cm³；ρ_w表示测试温度下水的密度，单位为g/cm³；T_w表示U型振荡管(1)内为水时观测的振动周期，单位为s；T_混表示U型振荡管(1)内为混合气体时观测的振动周期，单位为s。

7.根据权利要求1所述的基于气体密度外标法二元混合气体混气比测量方法，其特征在于，所述的二元混合气体为：SF₆/N₂二元混合气体或SF₆/CF₄二元混合气体或C₄F₇N/CO₂二元混合气体。

8.基于气体密度外标法二元混合气体混气比测量装置，其特征在于，包括：U型振荡管(1)、磁铁(2)、电子激发振荡器(3)、频率计数器(4)、压力传感器(5)、第一温度传感器(6)、进气阀(10)、出气阀(11)；所述的U型振荡管(1)底部固定有磁铁(2)，U型振荡管(1)的两个竖管的上部各安装有一个频率计数器(4)；U型振荡管(1)的左侧竖管的管口通过管路与进气阀(10)的第一端口密封连接，进气阀(10)的第二端口通过管路与外界连接，所述的压力传感器(5)密封连接在U型振荡管(1)的左侧竖管的管口与进气阀(10)的第一端口之间的管路上；U型振荡管(1)的右侧竖管的管口通过管路与出气阀(11)的进气端密封连接，出气阀(11)的出气端与排气管路密封连接；第一温度传感器(6)安装在U型振荡管(1)的左侧竖管与右侧竖管之间；所述的电子激发振荡器(3)安装在固定有磁铁(2)的下方。

9.根据权利要求8所述的基于气体密度外标法二元混合气体混气比测量装置，其特征在于，还包括：控温保温层(9)；所述的U型振荡管(1)、磁铁(2)、电子激发振荡器(3)、频率计数器(4)、压力传感器(5)、第一温度传感器(6)、出气阀(11)均安装在控温保温层(9)内。

10.根据权利要求9所述的基于气体密度外标法二元混合气体混气比测量装置，其特征在于，还包括：第二温度传感器(7)、第三温度传感器(8)；所述的第二温度传感器(7)安装在控温保温层(9)外壁上，所述的第三温度传感器(8)安装在控温保温层(9)内壁上。

Images