CN202110114U - 一种测量空气密度的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种测量空气密度的装置，包括用于检测空气温度的温度传感器、用于检测空气湿度的湿度传感器、用于检测空气压力的压力传感器、用于检测空气中二氧化碳含量的二氧化碳传感器、分别与所述温度传感器、湿度传感器、压力传感器和二氧化碳传感器相连的参数采集模块、与所述参数采集模块相连的微处理器模块、和与所述微处理器模块相连的显示模块。本实用新型提供的装置，在空气密度计算中增加了二氧化碳，提高了空气密度测量的准确度。

Description

一种测量空气密度的装置

技术领域

本实用新型涉及测量领域，特别涉及一种测量空气密度的装置。 

背景技术

对在空气中进行精密测量而言，由于标准质量与被测物体都会受到空气浮力的影响，所以测量值不能真实地反映被测物体的实际质量。目前比较广泛的解决方案是通过空气密度公式对其进行浮力修正，例如用国际计量委员会CIPM认可的CIPM-2007公式： 

${\mathrm{\ρ}}_a=\frac{p*M_a}{\mathrm{ZRT}}[1-x_v*(1-\frac{M_v}{M_a})]$

其中，ρ_a为空气密度；p为空气压力；M_a为空气的摩尔质量；Z为压缩系数；R为摩尔气体常数；T为热力学温度；x_v为水蒸气的摩尔小数；M_v为水的摩尔质量。在实际具体应用CIPM-2007公式时，公式中的变量参数p、T和x_v通过测量压力、温度、湿度参数转化得到，而M_a则通常采用固定值，然后将这些变量参数代入公式计算得到浮力修正值。 

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题： 

空气的摩尔质量M_a的计算公式如下： 

通过该计算公式可知，M_a的值是与二氧化碳的含量 

相关的，但在前述方案中通常是将M_a取一个固定值，忽略了空气中二氧化碳的含量影响，使用空气密度公式得到的测量结果实际上是一个近似。当空气中的二氧化碳含量达到一定程度时，这种近似测量的数据与实际质量必然存在一定误差。 

实用新型内容

为了提高空气密度测量的准确度，本实用新型实施例提供了一种测量空气密度的装置。所述技术方案如下： 

一种测量空气密度的装置，包括：用于检测空气温度的温度传感器、用于检测空气湿度的湿度传感器、用于检测空气压力的压力传感器、用于检测空气中二氧化碳含量的二氧化碳传感器、分别与所述温度传感器、湿度传感器、压力传感器和所述二氧化碳传感器相连的参数采集模块、与所述参数采集模块相连的微处理器模块、和与所述微处理器模块相连的显示模块。 

其中，所述装置还包括用于当所述空气中的二氧化碳含量超过预警值时预警的预警模块，所述预警模块与所述微处理器模块相连。 

具体地，所述显示模块为液晶显示屏。 

本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果是：该测量空气密度的装置，考虑到空气中二氧化碳含量对空气密度测量的影响，增加了二氧化碳含量的测量和计算，提高了空气密度计算的准确度。 

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面所列附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1是本实用新型实施例1提供的一种测量空气密度的装置的结构示意图； 

图2是本实用新型实施例2提供的一种测量空气密度的装置的结构示意图。 

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。 

实施例1 

如图1所示，本实施例的测量空气密度的装置包括：温度传感器101、湿度传感器102、压力传感器103、二氧化碳传感器104、参数采集模块105、微处理器模块106和显示模块107。其中，所述温度传感器101、所述湿度传感器102、所述压力传感器103和所述二氧化碳传感器104分别与所述参数采集模块105相连；所述微处理器模块106分别与所述参数采集模块105和所述显示模块107相连。所述温度传感器101、所述湿度传感器102、所述压力传感器103和所述 二氧化碳传感器104分别用于将检测到的空气温度、空气湿度、空气压力和空气中二氧化碳的含量信息转化为相应的电信号后发送至所述参数采集模块105；所述微处理器模块106通过所述参数采集模块105获得与空气温度、空气湿度、空气压力和二氧化碳含量相对应的参数值(数字值)，然后根据这些参数值计算空气密度。所述显示模块107用于显示所述微处理器模块106计算出的空气密度。 

具体地，所述微处理器模块106预先存储了四个查询表，在这四个查询表中，空气温度、空气湿度、空气压力和空气中二氧化碳含量的参数值与温度、湿度、压力和二氧化碳的实际物理量一一对应。所述微处理器模块106接收到所述参数采集模块105发送的温度、湿度、压力和二氧化碳含量的参数值后，在所述四个查询表中查找对应的温度、湿度、压力和二氧化碳的实际物理量。然后将所述温度、湿度、压力和二氧化碳的实际物理量代入空气密度公式计算出空气密度。 

本实施例的测量空气密度的装置考虑到空气中二氧化碳含量对密度测量的影响，增加了二氧化碳含量的测量和计算，提高了现有空气密度计算的准确度。 

实施例2 

如图2所示，本实施例的测量空气密度的装置与实施例1的差别在于，本实施例的测量空气密度的装置还包括用于当所述空气中的二氧化碳含量超过预警值时预警的预警模块108，所述预警模块108与所述微处理器模块106相连。 

所述预警值可以预先存储在所述预警模块108或所述微处理器模块106中，可根据实际空气环境设置。 

具体地，所述显示模块107可为液晶显示屏。 

本实施例的测量空气密度的装置考虑到空气中二氧化碳含量对密度测量的影响，增加了二氧化碳含量的测量和计算，提高了现有空气密度计算的准确度。 

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (3)

1.一种测量空气密度的装置，包括：用于检测空气温度的温度传感器、用于检测空气湿度的湿度传感器、用于检测空气压力的压力传感器、分别与所述温度传感器、湿度传感器和压力传感器相连的参数采集模块、与所述参数采集模块相连的微处理器模块和与所述微处理器模块相连的显示模块，其特征在于，所述装置还包括用于检测空气中二氧化碳含量的二氧化碳传感器，所述二氧化碳传感器与所述参数采集模块相连。

2.如权利要求1所述的测量空气密度的装置，其特征在于，所述装置还包括用于当所述空气中的二氧化碳含量超过预警值时预警的预警模块，所述预警模块与所述微处理器模块相连。

3.如权利要求1或2所述的测量空气密度的装置，其特征在于，所述显示模块为液晶显示屏。 

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