[發明專利]一種砝碼質量測量中測量空氣密度的方法及測量裝置

無效

• 申請號: 201110228922.4
• 申請日: 2011-08-10
• 公開（公告）號: CN102384882A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 王健;蔡常青;張躍;王肖磊;鐘瑞麟;姚弘;丁京鞍
• 申請（專利權）人: 中國計量科學研究院
• 主分類號: G01N9/00
• 分類號: G01N9/00
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 劉明華

技術領域

本發明屬于計量領域，具體涉及一種砝碼質量測量中測量空氣密度的方法及測量裝置。

背景技術

在高準確度的砝碼質量測量試驗中，除了要求準確的獲得砝碼質量結果，還需要用試驗環境下的空氣參數對質量結果進行修正，主要是考慮空氣浮力的因素。空氣浮力的修正系數主要是通過測量試驗環境下的空氣溫度、濕度、壓力，計算出空氣密度，進而得出空氣浮力的質量修正系數。

現有的砝碼質量測量試驗中，通常采用溫度表、濕度表、空盒壓力計來測量相應的溫度、濕度、壓力參數。高準確度的砝碼質量測量試驗需要在質量比較儀外設有防風罩，試驗在防風罩中進行。而空氣參數測量儀表通常擺放在防風罩外部，甚至擺放在距離質量比較儀較遠的地方，這樣，測量的結果不是質量比較儀上方的空氣參數值。而且，現有的試驗也沒有考慮到試驗環境下，質量比較儀上方隨高度變化，溫度、濕度梯度變化對測量結果的影響。因此，測量出來的空氣參數結果不夠精確，導致質量修正系數的誤差較大。

另外，現有的試驗不包括CO₂的含量測量部分，而CO₂在空氣中的組分比重較大，影響權重較大，需要測量并體現在空氣密度的計算中。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術中存在的難題，提供一種砝碼質量測量中測量空氣密度的方法及測量裝置，能夠考慮到試驗環境下空氣溫度、濕度梯度的影響因素，以及CO₂的影響因素，在質量比較儀防風罩內測量相應的空氣參數，獲得精確的測量結果。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種砝碼質量測量中測量空氣密度的方法，所述方法首先測量待測砝碼周圍的空氣參數，然后利用這些空氣參數獲得空氣密度；所述空氣參數包括溫度、濕度和壓力。

所述方法包括以下步驟：

(1)采用質量比較儀對待測砝碼進行測量，在質量比較儀外設置防風罩；

(2)在防風罩內采集一組不同位置的溫度值，對所有溫度值取加權平均，獲得的平均值作為測量空間的溫度值；同時在防風罩內采集一組不同位置的濕度值，對所有濕度值取平均，獲得的平均值作為測量空間的濕度值；并采集待測砝碼上方的壓力值；

(3)利用步驟(2)得到的測量空間的溫度值、測量空間的濕度值和壓力值計算獲得測量空間內的空氣密度；

所述步驟(3)中采用以下公式計算獲得測量空間內的空氣密度：

ρa=0.34848p-0.009(rh)×exp(0.062t)273.15+t,]]>

其中p為所述壓力值，M_a為所述干燥空氣的摩爾質量，t為所述測量空間的溫度值。

優化的，所述空氣參數進一步包括CO2含量。

優化的，所述方法包括以下步驟：

(1)采用質量比較儀對砝碼進行測量，在質量比較儀外設置防風罩；

(2)在防風罩內采集一組不同位置的溫度值，對所有溫度值取加權平均，獲得的平均值作為測量空間的溫度值；同時在防風罩內采集一組不同位置的濕度值，對所有濕度值取平均，獲得的平均值作為測量空間的濕度值；并采集待測砝碼上方的壓力值、測量防風罩內的CO₂含量；

(3)利用步驟(2)得到的測量空間的溫度值、測量空間的濕度值、壓力值和CO₂的含量計算獲得測量空間內的空氣密度；

所述步驟(2)中，所述測量防風罩內的CO₂含量的步驟具體如下：

采集防風罩內CO₂的含量，利用干燥空氣的摩爾質量M_a計算公式：