專利名稱：可燃?xì)怏w的相對(duì)密度測量的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及確定氣體的相對(duì)密度的方法和設(shè)備。
諸如天然氣的工業(yè)氣體混合物的可燃?xì)怏w的控制和報(bào)告，是保證氣體對(duì)用戶的質(zhì)量和實(shí)用所必需的。雖然有時(shí)這是利用諸如氣體色譜和借助其他方法的組份分析來實(shí)現(xiàn)的，但經(jīng)常只要確定氣體的相對(duì)密度以作為控制和報(bào)告的根據(jù)就足夠了。天然氣，主要是甲烷加上少量的其他氣體的混合物，是發(fā)電或供熱的較好燃料，因?yàn)槠淝鍧嵡矣行А?br> 在很多國家，用于家庭和工業(yè)的氣體不能從長距離天然氣管線獲得。在這些情況下，工業(yè)生產(chǎn)的氣體，諸如丙烷和丁烷，被混合起來，以在本地的分送系統(tǒng)中進(jìn)行分送。在某些情況下，可以獲得天然氣，但供應(yīng)有限。此時(shí)丙烷和丁烷的混合物被用于應(yīng)付高峰時(shí)的天然氣供應(yīng)。在另一些情況下，被表示為丙烷的氣體包含一定含量的丁烷。為了把這種工業(yè)生產(chǎn)的氣體用作家庭和工業(yè)燃料，需要對(duì)該氣體的組份和相對(duì)密度進(jìn)行控制。這是通過測量混合氣體的相對(duì)密度并控制混合物中的空氣的比例以調(diào)節(jié)整個(gè)混合物的相對(duì)密度，而得到實(shí)現(xiàn)的。這防止了氣體以過高或過低的含量被提供給用戶。
在這種混合系統(tǒng)中，操作的目的是混合至適當(dāng)?shù)奈植?Wobbe)指數(shù)(產(chǎn)熱值與相對(duì)密度的平方根的比值)。當(dāng)供應(yīng)的氣體的相對(duì)密度已知時(shí)，相對(duì)密度與產(chǎn)熱值具有充分的相關(guān)性，從而使得可以只用相對(duì)密度測量來控制產(chǎn)物的混合。
這種氣體的很多本地分送系統(tǒng)都在只有5至6psig的壓強(qiáng)下運(yùn)行。因此，不論該燃料氣體混合物是包括甲烷還是包括丙烷、丁烷和空氣，相對(duì)密度測量都要在該壓強(qiáng)或更低的壓強(qiáng)進(jìn)行，以避免需要昂貴的氣體壓縮機(jī)。
氣體的相對(duì)密度測量以前是利用數(shù)種方法和儀器來進(jìn)行的。一種儀器具有與實(shí)驗(yàn)室天平類似的構(gòu)造，以測量樣品氣體與空氣的重量比。氣體的密度是相對(duì)于空氣來表示的，而空氣的相對(duì)密度被定為1.0。
用于測量相對(duì)密度的另一種裝置使一定體積的氣體和一定體積的空氣以依次的方式旋轉(zhuǎn)，并測量已知體積中的重量。旋轉(zhuǎn)提高了儀器的靈敏度，因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)加速度增大了重測量所涉及的力。
Kennedy的美國專利第4，677，841號(hào)公布了用于確定相對(duì)密度的一種方法和設(shè)備，其中借助藍(lán)寶石上的0.0025英寸的微孔，形成了一個(gè)小的孔。氣體流過這個(gè)孔并被用來計(jì)算相對(duì)密度。Kennedy的該專利公布了，在約11至13 psig的一定的壓強(qiáng)下，該微孔的排放系數(shù)可被忽略。雖然這是一種可接受的甲烷和混合有相對(duì)密度低于1.0(低于空氣)的少量其他組分的甲烷的測量方法，它未被證明能適合用于相對(duì)密度大于1.0(大于空氣的密度)的丙烷和丁烷。另外，由于測量采用了改變率，該方法受到短期的不確定性的影響?；旌弦髮?duì)改變有迅速的響應(yīng)，以保持控制的穩(wěn)定性。
本發(fā)明涉及用于在采用較低的壓強(qiáng)的系統(tǒng)中測量諸如單純的、混合的、或與空氣混合的甲烷、乙烷、丙烷和丁烷的設(shè)備和方法。
本發(fā)明利用在一個(gè)共同的歷經(jīng)時(shí)間中對(duì)一種參照氣體和一種樣品氣體在這些氣體被允許從一個(gè)體腔通過一個(gè)小的精確形成的孔進(jìn)行排放時(shí)所測量的排放壓強(qiáng)，來確定相對(duì)密度。該參照氣體的相對(duì)密度是已知的。這種已知的值隨后被乘以孔處的樣品氣體的表壓與孔處的參照氣體的表壓之比，以獲得樣品氣體的相對(duì)密度，其中假定在排放之前每種氣體都有共同的初始?jí)簭?qiáng)。
在本發(fā)明的該方法中，參照氣體的歷經(jīng)時(shí)間，是以一定體積的參照氣體被排放至該參照氣體達(dá)到了一個(gè)預(yù)定的表壓的方式來測量的。隨后，在與為參照氣體確定的排放時(shí)間相同的排放歷經(jīng)時(shí)間中，檢測孔處的樣品氣體的表壓。
本發(fā)明的一個(gè)目的，是提供利用參照氣體來頻繁地校正測量設(shè)備的相對(duì)密度測量。
本發(fā)明的另一目的，是提供用于能夠按照等熵性質(zhì)分類的各種氣體的方法和設(shè)備。
本發(fā)明的再一個(gè)目的，是通過消除對(duì)壓強(qiáng)改變率的采用，而產(chǎn)生具有小的短時(shí)間不確定性的迅速響應(yīng)。
從以下對(duì)最佳實(shí)施例的描述，上述以外的其他目的和優(yōu)點(diǎn)，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員將變得顯而易見。在該描述中，參照了附圖，且該附圖構(gòu)成了本描述的一部分，且該附圖顯示了本發(fā)明的例子。然而這些例子并未窮盡本發(fā)明的各種實(shí)施例，因而本發(fā)明的范圍只由所附的權(quán)利要求書確定。


圖1是用于實(shí)施本發(fā)明的方法的設(shè)備的框圖；圖2是圖1的設(shè)備的修正形式的框圖；圖3是圖1和2中的設(shè)備中的微控制器的操作的流程圖；且圖4是圖1和2的設(shè)備中的腔壓強(qiáng)對(duì)時(shí)間的曲線圖。
參見圖1，實(shí)施本發(fā)明的方法的一種設(shè)備的一個(gè)第一實(shí)施例采用了一個(gè)固定的體積腔20來獲取和釋放用于測量的體積的氣體。參照氣體，通過把參照氣體源經(jīng)接合處13而連接至腔20的一個(gè)入口的一個(gè)通一斷閥11，而被引入到腔20中。一種樣品氣體通過一個(gè)通-斷閥12并通過接合處13(它可以是T式或Y式的)，而被引入腔20。閥11和12是由來自用微控制器15表示的微電子控制器電路的信號(hào)所操作的電磁控制閥。供應(yīng)氣體和參照氣體也可分別被連接到腔上的兩個(gè)入口，從而不再需要接合處13。本場中已知的各種等價(jià)的電路，包括閥的各種組合、供應(yīng)管線和混合腔，都可被用于提供參照氣體和樣品氣體至腔20。
氣體從腔20的一個(gè)出口通過一個(gè)孔16和閥14被釋放，閥14也是由來自微控制器15的信號(hào)控制的電磁控制的通-斷閥。孔16具有上述美國專利第4，677，841中所公布的類型?？?6是在較小的尺寸的寶石體中的一個(gè)孔，它在約0.0012英寸至約0.0047英寸的范圍中。這種孔16必須具有平滑的壁，從而使通過它的氣體能夠以等熵的狀態(tài)流過。該孔較好地是被安裝在其直徑至少三倍于該孔的直徑的一個(gè)結(jié)構(gòu)中。
描述摩爾流量的孔流量方程如下公式(1)n·(t)=KYCDd2MPΔPZRT]]>其中Y是膨脹系數(shù)，K是工程單位常數(shù)，CD是排放系數(shù)，d是孔或微孔的直徑，M是氣體的分子量，P是氣體的入口總壓強(qiáng)，△P是微孔或孔上的表壓(gage pressure)，Z是氣體的可壓縮率(compressibility)，R是氣體常數(shù)，且T是絕對(duì)溫度。
在上述公式(1)中，預(yù)測的流量與分子量的平方根成反比。在大的孔中，YCD的值主要由雷諾(Reynold’s)數(shù)決定。在小的孔中，YCD變?yōu)槭艿浇M合因素影響并依賴于壓強(qiáng)，從而使該積的改變幾乎是線性的，但具有決定各種組合的線性改變的不同的斜率和交點(diǎn)。正是這種關(guān)系，使得在根據(jù)以下的公式(2)來利用適當(dāng)?shù)膲簭?qiáng)條件時(shí)，能夠預(yù)測天然氣和諸如與空氣混合的丙烷和丁烷的工業(yè)產(chǎn)生氣體的相對(duì)密度。
公式(2)RDSRDr=(ZroZso)(ΔPsΔPr)]]>其中RDs=樣品氣體的相對(duì)密度，RDr=參照氣體的相對(duì)密度，△Ps=在測量時(shí)刻的樣品氣體在孔處的表壓，△Pr=測量時(shí)刻參照氣體在孔處的表壓，Zro=標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下參照氣體的可壓縮率，且Zso=標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下樣品氣體的可壓縮率。
圖4(未按照嚴(yán)格的比例)顯示了分別對(duì)空氣、二氧化碳、丙烷的典型壓強(qiáng)衰減排放曲線50、51、52。圖4中的曲線圖描繪了腔20中的壓強(qiáng)對(duì)排放閥14打開以從腔20排放氣體的時(shí)間。
對(duì)如圖4所示的選定的腔體積和選定的孔直徑，且在四秒的排放時(shí)間中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)空氣、二氧化碳和丙烷的相對(duì)密度遵循著上述公式(2)中描述的關(guān)系。腔20中的初始?jí)簭?qiáng)為5 psig。
還發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)天然氣組份也可以用約1.5 psig的腔初始?jí)簭?qiáng)來測量。
當(dāng)樣品氣體是包括甲烷的混合物或包括丙烷或丁烷的混合物時(shí)，參照氣體具有0.05與0.035之間的測量壓強(qiáng)與初始腔壓強(qiáng)的壓強(qiáng)比。
再看圖1，在氣體通過孔16之后，它作為排放物從設(shè)備10排放。一個(gè)絕對(duì)壓強(qiáng)傳感器18探測大氣壓強(qiáng)，且表示大氣壓強(qiáng)的信號(hào)是微控制器15的一個(gè)輸入。一個(gè)差或表壓傳感器17與孔16的入口和出口相連，以測量孔16兩側(cè)的壓強(qiáng)差(ΔP)。采用單個(gè)的絕對(duì)壓強(qiáng)傳感器也是容易實(shí)現(xiàn)的，但為了說明的目的，顯示了分離的計(jì)示和絕對(duì)傳感器。
微控制器15包括一個(gè)處理器，以及足夠的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和可編程只讀存儲(chǔ)器(PROM)，用于存儲(chǔ)和由一個(gè)控制程序執(zhí)行實(shí)施如圖3所示意表示的本發(fā)明的方法。微控制器15還包括模擬和數(shù)字I/O(輸入端和輸出端)。這些包括一個(gè)4-20毫安模擬輸出端21和一個(gè)RS-232串行數(shù)據(jù)輸出端22。
如圖3所示，在開始框30表示的程序執(zhí)行開始之后，設(shè)備10運(yùn)行由框32-37表示的一個(gè)參照氣體循環(huán)和由框39-41表示的一個(gè)樣品氣體循環(huán)。在參照氣體循環(huán)之前，所需的程序參數(shù)都被初始化，如處理框31所示。包括在處理框31中的，是從工廠定標(biāo)數(shù)據(jù)對(duì)預(yù)定的參照氣體壓強(qiáng)的計(jì)算。如處理框32所示，通過打開閥11，使腔20充滿參照氣體，且隨后在微控制器15的控制下關(guān)閉閥11。
隨后，微控制器15中的處理器執(zhí)行框33表示的程序指令，這迫使氣體從該腔得到釋放。在氣體釋放期間，微控制器15把腔壓強(qiáng)的各個(gè)樣品和氣體釋放所過去的時(shí)間存儲(chǔ)到其存儲(chǔ)器中，如輸入框34所示。
隨后，微控制器15執(zhí)行框35表示的指令，并對(duì)記錄的數(shù)據(jù)流進(jìn)行搜索，以找到參照氣體的目標(biāo)壓強(qiáng)，并隨后找到實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)壓強(qiáng)所需的經(jīng)歷時(shí)間。微控制器15還讀取和存儲(chǔ)與參照循環(huán)期間的狀態(tài)相應(yīng)的氣壓計(jì)壓強(qiáng)(barometric pressure)和氣體溫度，如框36所示。
框37開始了樣品測量循環(huán)。體積腔(volume chamber)被沖洗并充滿樣品氣體，且隨后開始樣品氣體的釋放，如框38所示。排放時(shí)間得到監(jiān)測，直到經(jīng)歷時(shí)間等于參照氣體循環(huán)期間記錄的該時(shí)間。這種判定功能由框39表示。當(dāng)經(jīng)歷時(shí)間等于參照氣體經(jīng)歷時(shí)間時(shí)，體積腔壓強(qiáng)和氣壓計(jì)壓強(qiáng)和氣體溫度得到記錄，如輸入框40所示。
樣品氣體的相對(duì)密度得到計(jì)算，且所有輸出信號(hào)都得到更新，如框41所示?？?2得到執(zhí)行，以確定是要進(jìn)行新的樣品循環(huán)還是新的參照循環(huán)。如果氣壓計(jì)壓強(qiáng)或氣體溫度之一有顯著的改變，則必須進(jìn)行新的參照循環(huán)，否則可繼續(xù)進(jìn)行樣品循環(huán)。
前述的參照氣體壓強(qiáng)的預(yù)定標(biāo)，是通過用一種相對(duì)密度已知的第二氣體代替圖1中的樣品氣體而進(jìn)行的一種一次定標(biāo)活動(dòng)。對(duì)于相對(duì)密度大于1的氣體，二氧化碳被用作已知的第二氣體。對(duì)于較低密度的氣體，如天然氣，甲烷是較好的參照氣體，且第二種氣體通常是甲烷與二氧化或氮或甚至是少量的丙烷的檢定和稀釋的混合物。這種第二參照氣體和第一參照氣體被交替地測定，且對(duì)于對(duì)兩種氣體相同的選定排放時(shí)間計(jì)算表壓比。當(dāng)?shù)诙怏w與參照氣體之間的這種表壓比與這些氣體的相對(duì)密度的比值相同時(shí)，則參照氣體表壓與其初始腔表壓之比得到計(jì)算，且這成為該具體體積腔與流體微孔組合的定標(biāo)壓強(qiáng)比。該定標(biāo)壓強(qiáng)比通常被存儲(chǔ)在非易失存儲(chǔ)器中，以便繼續(xù)使用。
當(dāng)進(jìn)行參照氣體循環(huán)時(shí)，這種定標(biāo)壓強(qiáng)比和初始腔表壓被用于確定使參照氣體達(dá)到這種排放壓強(qiáng)所需的經(jīng)歷時(shí)間。該經(jīng)歷時(shí)間在樣品氣體測量排放期間成為測量樣品氣體的短期標(biāo)志。
參照氣體循環(huán)的使用率，可以從一至多個(gè)樣品氣體循環(huán)進(jìn)行選擇。然而，如果樣品氣體溫度或氣壓計(jì)壓強(qiáng)發(fā)生了顯著改變，則以前的參照氣體循環(huán)所確定的經(jīng)歷時(shí)間將產(chǎn)生不正確的測量，且必須進(jìn)行新的參照循環(huán)，以確定新的經(jīng)歷時(shí)間。幸運(yùn)的是，氣壓計(jì)壓強(qiáng)或氣體溫度的改變產(chǎn)生的影響較小。0.25英寸汞的氣壓計(jì)壓強(qiáng)容差和高至10℃的溫度改變都是容許的。
當(dāng)混合的供應(yīng)氣體丙烷被顯著量的丁烷所污染時(shí)(如在世界上的某些地區(qū)經(jīng)常發(fā)生的那樣)，由于加熱值和相對(duì)密度之間的關(guān)系是不確定的，沃泊指數(shù)的計(jì)算會(huì)出現(xiàn)誤差。在這些情況下測量供應(yīng)氣體，校正了發(fā)生的大部分誤差。
圖2顯示了一種修正的圖1的設(shè)備，它與一種供應(yīng)罐25相連，而該罐25包含將要被混合以在本地分配系統(tǒng)中供應(yīng)的氣體。一條樣品管線把供應(yīng)罐25經(jīng)閥12連接到供應(yīng)氣體輸入端。作為混合裝置的一部分，一個(gè)混合閥27與在供應(yīng)罐25的輸出端和一個(gè)有將要在本地分送系統(tǒng)中分送的混合氣體的罐上的一個(gè)入口之間的一條管線相連?；旌祥y17允許增加或減少流入存儲(chǔ)罐26中的混合物中的空氣。一個(gè)取樣管線把混合氣體的存儲(chǔ)罐連接到設(shè)備24上的另一個(gè)輸入端，從而使混合氣體26的一個(gè)樣品能夠被引入體積腔20并隨后得到釋放，以測量相對(duì)密度。另一個(gè)輸入端接收供應(yīng)的、作為參照氣體的二氧化碳或空氣。在此實(shí)施例中，微控制器15執(zhí)行一個(gè)程序，以便以與結(jié)合圖1所述的方式相同的方式測試來自供應(yīng)罐的樣品。微控制器15隨后將提供一個(gè)信號(hào)，該信號(hào)可被混合系統(tǒng)用來控制通過混合閥27引入的空氣的供應(yīng)。來自混合氣體26的罐的一個(gè)樣品將隨后得到測試，以完成用于混合該混合物中的空氣的控制環(huán)。以此方式，本發(fā)明被應(yīng)用于在混合氣體被分送以對(duì)其進(jìn)行消費(fèi)時(shí)對(duì)該混合氣體進(jìn)行的控制。
至此已經(jīng)描述了本發(fā)明實(shí)施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，可以對(duì)各種細(xì)節(jié)進(jìn)行修正，從而實(shí)現(xiàn)其他的具體實(shí)施例，且這些實(shí)施例處于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
因此，本發(fā)明的范圍只由所附權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1．用于測量氣體的相對(duì)密度的方法，該方法包括使一種參照氣體并隨后使一種樣品氣體從一個(gè)體積腔流過一個(gè)孔，該孔的尺寸相對(duì)于連接管線是小的，且相對(duì)于參照氣體和樣品氣體的初始?jí)簭?qiáng)來說該孔的尺寸使得該孔的排放系數(shù)的影響對(duì)相對(duì)密度的計(jì)算來說不是必要的；且其特征在于以下步驟當(dāng)參照氣體達(dá)到一個(gè)目標(biāo)排放壓強(qiáng)時(shí)測量排放的經(jīng)歷時(shí)間；在該參照氣體所確定的經(jīng)歷時(shí)間測量該孔處的樣品氣體壓強(qiáng)；以及從參照氣體的已知相對(duì)密度和該孔處的樣品氣體壓強(qiáng)與該孔處的參照氣體的壓強(qiáng)的比值，計(jì)算出樣品氣體的相對(duì)密度。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其進(jìn)一步的特征在于通過所述孔釋放的氣體的初始?jí)簭?qiáng)是根據(jù)參照氣體來確定的并處于從約1至約6 psig的范圍之內(nèi)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其進(jìn)一步的特征在于樣品氣體是天然氣或是包括氣體甲烷、丙烷或丁烷中的至少一種的混合物，且其中該參照氣體具有在0.05與0.35之間的目標(biāo)排放壓強(qiáng)與初始?jí)簭?qiáng)的壓強(qiáng)比。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其進(jìn)一步的特征在于由一種定標(biāo)壓強(qiáng)比值確定該參照氣體的目標(biāo)排放壓強(qiáng)的步驟，該定標(biāo)壓強(qiáng)比值是從定標(biāo)循環(huán)確定的和從體積腔中的參照氣體的所述初始?jí)簭?qiáng)確定的參照氣體的排放壓強(qiáng)與初始?jí)簭?qiáng)的比值。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其進(jìn)一步的特征在于該定標(biāo)循環(huán)進(jìn)一步包括從已知的初始?jí)簭?qiáng)交替地排放上述的第一參照氣體和一種第二參照氣體，并在上述第一參照氣體與第二參照氣體在一個(gè)公共經(jīng)歷時(shí)間的排放壓強(qiáng)與它們各自的已知相對(duì)密度的比值成比例時(shí)確定該定標(biāo)比值。
6．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其進(jìn)一步的特征在于該參照氣體是空氣、二氧化碳或甲烷。
7．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其進(jìn)一步的特征在于該孔是直徑在從約0.0012英寸至約0.0047英寸范圍內(nèi)的一個(gè)微孔。
8．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其進(jìn)一步的特征在于該微孔被設(shè)置在其直徑至少三倍于該微孔的直徑的一種結(jié)構(gòu)上。
9．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其進(jìn)一步的特征在于響應(yīng)于大氣壓強(qiáng)或樣品氣體的溫度之一的選定幅度的改變而啟動(dòng)參照氣體循環(huán)的步驟。
10．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其進(jìn)一步的特征在于在一個(gè)與一選定數(shù)目的樣品氣體循環(huán)之間調(diào)節(jié)參照氣體循環(huán)的頻率的步驟。
11．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其進(jìn)一步的特征在于樣品氣體是一種混合物的一個(gè)樣品，該混合物包括在一種氣體分送系統(tǒng)中分送的供應(yīng)氣體，并進(jìn)一步包括添加一種氣體以調(diào)節(jié)包括該樣品氣體的混合物的相對(duì)密度的步驟。
12．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其進(jìn)一步的特征在于控制樣品氣體和參照氣體的初始?jí)簭?qiáng)的步驟。
13．用于測量氣體的相對(duì)密度的設(shè)備，該設(shè)備包括一個(gè)孔，它具有一個(gè)微孔，該微孔的尺寸相對(duì)于連接管線來說非常小且相對(duì)于氣體的孔入口壓強(qiáng)來說使得孔排放系數(shù)的影響對(duì)相對(duì)密度的計(jì)算來說不是必要的；具有不變的體積的一個(gè)腔，用于保持處在一個(gè)預(yù)定壓強(qiáng)的氣體，所述腔與至所述孔的所述連接管線相連通；用于把一種參照氣體提供給所述腔的裝置；用于把一種樣品氣體提供給所述腔的裝置；用于控制氣體從所述腔向所述孔的釋放的一個(gè)閥；第一壓強(qiáng)檢測裝置，用于測量所述孔兩側(cè)的壓強(qiáng)差；且其特征在于用于接收來自所述第一壓強(qiáng)檢測裝置的一個(gè)處理器，其中所述處理器執(zhí)行程序指令，該程序指令用于根據(jù)一種參照氣體的已知相對(duì)密度和對(duì)分別從所述腔通過所述孔釋放的該參照氣體和樣品氣體進(jìn)行的壓強(qiáng)測量，計(jì)算從所述腔通過所述孔釋放的樣品氣體的相對(duì)密度。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其進(jìn)一步的特征在于從所述腔釋放的氣體的初始?jí)簭?qiáng)在從約1至約6psig的范圍內(nèi)。
15．根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其進(jìn)一步的特征在于樣品氣體是包括甲烷的混合物或是包括丙烷或丁烷的混合物，且該參照氣體具有在0.05與0.35之間的測量壓強(qiáng)與初始腔壓強(qiáng)的壓強(qiáng)比。
16．根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其進(jìn)一步的特征在于該參照氣體是空氣、二氧化碳或甲烷。
17．根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其進(jìn)一步的特征在于該微孔具有從約0.0012英寸至約0.0047英寸的直徑。
18．根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其進(jìn)一步的特征在于該微孔被設(shè)置在其直徑至少三倍于該微孔的直徑的一種結(jié)構(gòu)上。
19．根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其進(jìn)一步的特征在于該處理器執(zhí)行進(jìn)一步的程序指令，以從一個(gè)與一選定數(shù)目的樣品氣體循環(huán)之間調(diào)節(jié)參照氣體循環(huán)的頻率。
20．根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其進(jìn)一步的特征在于樣品氣體是一種混合物的一個(gè)樣品，該混合物包括在一種氣體分送系統(tǒng)中分送的供應(yīng)氣體，并且其進(jìn)一步的特征在于用于調(diào)節(jié)該混合物的組份以調(diào)節(jié)該混合物的相對(duì)密度的裝置。
21．根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其進(jìn)一步的特征在于用于引入一種第二參照氣體以相對(duì)于第一參照氣體對(duì)設(shè)備進(jìn)行定標(biāo)的裝置。
22．根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其進(jìn)一步的特征在于該處理器進(jìn)一步包括響應(yīng)于氣壓計(jì)壓強(qiáng)或樣品氣體的溫度的改變而啟動(dòng)一種參照氣體循環(huán)的裝置。
全文摘要
一種受到測試的樣品氣體的一個(gè)樣品的相對(duì)密度,通過測量大氣壓強(qiáng)和當(dāng)參照氣體與樣品氣體分別通過具有平滑的壁的一個(gè)小孔(16)(諸如在藍(lán)寶石上形成的微孔)時(shí)的壓強(qiáng)差,而得到確定。這種壓強(qiáng)測量是在參照氣體循環(huán)中確定的時(shí)基上進(jìn)行的。一種微控制器15隨后根據(jù)參照氣體的相對(duì)密度和樣品氣體與參照氣體在從1至約6psig范圍中工作的一個(gè)系統(tǒng)中的壓強(qiáng)比值,計(jì)算樣品氣體的相對(duì)密度。
文檔編號(hào)G01N9/00GK1287616SQ99801731
公開日2001年3月14日 申請(qǐng)日期1999年1月13日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月30日
發(fā)明者威廉·H·范德·海登 申請(qǐng)人:英斯特美特有限公司