1、ICS 27.100 F 20 备案号： 63143-2018 中华人民共和国电力行业标准 DL / T 1988 2019 六氟化硫气体密度测定法 U 型管振荡法 Determination of density of sulphur hexafluoride Oscilating U-tube method 2019-06-04发布 2019-10-01实施 国家能源局 发 布 DL / T 1988 2019 I 目 次 前言 . . II 1 范围 . . 1 2 规范性引用文件 . . 1 3 方法概要 . . 1 4 仪器与材料 . . 1 5 准备工作 . . 2 6 仪器标定
2、. . 2 7 试验步骤 . . 2 8 计算 . . 3 9 报告结果 . . 4 10 精密度 . . 4 附录 A（资料 性附录）水的密度表 . 5 附录 B（资料 性附录）其它常用气体的密度表 . 7 附录 C（资料 性附录）空气的密度表 . 8 DL / T 1988 2019 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2 009标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国电力企业联合会提出。 本标准由全国电气化学标准化技术委员会归口。 本标准主要起草单位：国网福建省电力有限
3、公司电力科学研究院、国网安徽省电力有限公司电力科 学研究院、国网湖南省电力有限公司电力科学研究院、国网江苏省电力有限公司电力科学研究院、西安 热工研究院有限公司 本标准主要起草人：连鸿松、郑东升、祁炯、朱洪斌、赖永华、龚尚昆、傅智为、刘旭、王娟、郭 志斌、魏加强、徐霄筱、吴奇宝、余海泳、张晓琴、陈金祥、林一泓、陈敏维、刘慧鑫、阮莹、郭艳雪、 施广宇、游骏标、张园园 本标准为首次制定。 本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化中心 （北京市白广路二条 一号，100761）。 DL / T 1988 2019 1 六氟化硫气体密度测定法 U型管振荡法 1 范围 本标准规定了采用
4、U型管振荡法测定六氟化硫气体密度的方法概要、仪器与材料、准备工作、 仪器标定、试验步骤、计算、报告结果和精密度。 本标准适用于六氟化硫气体密度测定，其它气体或混合气体可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于 本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法 GB/T 8979 纯氮、高纯氮和超纯氮 3 方法概要 将气体样品通入精确控温的 U 型振荡管中， 由于 U 型振荡管中气体质量的改变会导致管的振荡周期 也改变，利用振荡周期与标定取得的
5、U 型振荡管常数计算出气体样品的密度。 4 仪器与材料 4.1 数字密度计：由 U型振荡管、电子激发系统、频率计数器、温度控制单元和显示器等构成，密度 分辨率为110 -6 g/cm 3 ，控温精度0.01； 4.2 连接管：硅胶、聚四氟乙烯或聚亚安酯管； 4.3 锥形烧瓶：150mL，磨口具塞； 4.4 浮子流量计（带调节阀）：100mL/min 1000mL/min； 4.5 湿度计：精度1%RH，准确度5%RH 或更高； 4.6 精密数字压力计：（0700）kPa，精度0.05%，分辨率 0.01kPa； 4.7 精密大气压力计或内置大气压力传感器：绝对压力（0130）kPa，精度0.0
6、5%，分辨率 0.01kPa。 4.8 纯水：应符合 GB/T 6682 的二级或更高等级要求，使用前用具塞锥形瓶煮沸除去溶解的空气并冷 却，用塞子塞住瓶口密封备用，不同温度下的水密度值见附录 A。 4.9 高纯氮气：应符合 GB/T 8979 要求，纯度不低于 99.999%，密度见附录 B； 4.10 无水乙醇：分析纯； 4.11 丙酮：分析纯。 5 准备工作 DL / T 1988 2019 2 5.1 测定环境湿度不应大于 85%RH，U 型振荡管表面不应出现凝露。 5.2 U 型振荡管的清洗 用水清洗，再用无水乙醇或丙酮清洗，接着用干燥空气吹干（仪器可内置干燥管）。 5.3 设定U型
7、振荡管温度至 20.00。 5.4 日常核查：通入空气，如果空气的密度读数与标准值之差超过 110 -5 g/cm 3 时，用纯水继续核查， 如仍然超差应查明原因，并重新清洗和干燥 U型振荡管，空气密度见附录 C。 6 仪器标定 6.1 标定U型振荡管至少需要两种标准物质，标准物质的密度应能溯源到国家标准或采用国际公认的 数值。 6.2 将密度值低的第一种标准物质（常用高纯氮气）通入 U 型振荡管中，待它和 U型振荡管达到设定 温度并稳定后，记录振荡周期或密度读数以及 U 型振荡管的温度。 6.3 将密度值高的第二种标准物质（常用纯水）注入 U 型振荡管中，U型振荡管内的水中应无气泡存 在。待
8、它和 U 型振荡管达到设定温度并稳定后，记录振荡周期或密度读数以及 U 型振荡管的温度。 6.4 利用检测到的高纯氮气和纯水的振荡周期值计算 U 型振荡管常数 F，计算公式见（1）。 22 NW NW TT F = （1） 式中： F U型振荡管常数； w 测试温度下纯水的密度， g/cm 3 ； N 测试温度下高纯氮气的密度， g/cm 3 ； w T U型振荡管内为纯水时检测到的振荡周期， s； N T U型振荡管内为高纯氮气时检测到的振荡周期， s。 6.5 如果仪器具有从常数 F 和样品测量的振荡周期 T 值自动计算密度的功能，则按照仪器制造厂的校 正程序要求输入两种标准物质的密度值到
9、仪器中，并先后通入两种标准物质进行标定和自动计算。 6.6 标定后，按 5.2 给出的步骤清洗和干燥 U型振荡管。 7 试验步骤 7.1 将六氟化硫气瓶倒置，用连接管将浮子流量计出入气口两端分别与气瓶减压阀或电气设备的取样 阀门、仪器进样口相连，仪器的出气口连接一段直径不大于 6mm 且长度不小于 2m的管路引到下风口或 六氟化硫尾气回收装置进气口。 如需要进行带压测试可按图 1 所示在仪器出气管路上 T 接一个精密数字 压力计监测 U 型管内部的测试气体压力。 DL / T 1988 2019 3 说明： 1 气瓶 2 气体减压阀 3 浮子流量计 4 U型管密度计 5 精密数字压力计 6 阀
10、门 7 仪器出气口 图 1 气体密度带压测试示意图 7.2 开启六氟化硫气瓶减压阀或设备取样阀门，调节气体流速约为 1000mL/min，用六氟化硫气体吹扫 U 型振荡管和测试管路 3min5min 后，关闭浮子流量计调节阀。带压测试时应关闭图 1 中仪器出气管 路的阀门，注意玻璃 U型振荡管进样压力不应超过 1.0MPa。 7.3 启动仪器测试功能，待六氟化硫样品气和 U 型振荡管达到设定温度并稳定后，记录振荡周期或密 度读数以及 U 型振荡管的温度、环境大气绝对压力值或 U 型管内测试气体压力值。每次试验，从关闭浮 子流量计调节阀开始至测试完毕所用的时间不宜超过 5min。 7.4 按 5
11、.2给出的步骤清洗和干燥 U 型振荡管。 8 计算 8.1 如果仪器具有从常数 F 和样品测量的振荡周期 T 值自动计算密度的功能，当密度计显示的密度读 数 15s 内波动不超过 110 -6 g/cm 3 ，则记录显示的密度值和 U型振荡管的温度（精确至 0.01）。 8.2 如果密度计显示的是振荡周期，按公式（2）计算样品的密度。 ）（ 22 wsws TTF += （2） 式中： s 测试温度下的样品密度， g/cm 3 ； w 测试温度下纯水的密度， g/cm 3 ； F 数字密度计仪器常数； s T U型振荡管充满样品时检测到的振荡周期， s； w T U型振荡管内为纯水时检测到的振
12、荡周期， s。 DL / T 1988 2019 4 8.3 按式（3）将密度值换算到 20、101.325kPa 标准状态下的密度。 ）（ 12 21 12 PT PT = （3） 式中： 2 20、101.325kPa下的密度， g/cm 3 ； 1 测试环境下的密度读数， g/cm 3 ； T1 U型振荡管温度，K； P2 标准压力，101.325kPa； T2 标准温度，293.15K； P1 测试环境大气绝对压力值或U型管内测试气体绝对压力值，kPa。 9 报告结果 9.1 平行测试两次，取平行测试结果的平均值作为报告结果。 9.2 密度报告结果必须包含测试温度和单位、环境大气压力。
13、 9.3 密度的报告结果需保留四位有效数字。 10 精密度 10.1 重复性 在95%的置信水平下，同一实验室同一操作者，同一仪器与材料，对同一个试样的两个测定结 果之差不应大于610 -6 g/cm 3 。 10.2 再现性 在95%的置信水平下，两个实验室对同一试样的两个测定结果之差不应大于1.610 -5 g/cm 3 。 A DL / T 1988 2019 5 附 录 A （资料性附录） 水的密度表 表 A.1 水的密度表 kg/m 3 t90， 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0 990.840 999.846 999.853 999
14、.859 999.865 999.871 999.877 999.883 999.888 999.893 1 999.898 999.904 999.908 999.913 999.917 999.921 999.925 999.929 999.933 999.937 2 999.940 999.943 999.946 999.949 999.952 999.954 999.956 999.959 999.961 999.962 3 999.964 999.966 999.967 999.968 999.969 999.970 999.971 999.971 999.972 999.972 4
15、 999.972 999.972 999.972 999.971 999.971 999.970 999.969 999.968 999.967 999.965 5 999.964 999.962 999.960 999.958 999.956 999.954 999.951 999.949 999.946 999.943 6 999.940 999.937 999.934 999.930 999.926 999.923 999.919 999.915 999.910 999.906 7 999.901 999.897 999.892 999.887 999.882 999.877 999.8
16、71 999.866 999.860 999.854 8 999.848 999.842 999.836 999.829 999.823 999.816 999.809 999.802 999.795 999.788 9 999.781 999.773 999.765 999.758 999.750 999.742 999.734 999.725 999.717 999.708 10 999.699 999.691 999.682 999.672 999.663 999.654 999.644 999.634 999.625 999.615 11 999.605 999.595 999.584
17、 999.574 999.563 999.553 999.542 999.531 999.520 999.508 12 999.497 999.486 999.474 999.462 999.450 999.439 999.426 999.414 999.402 999.389 13 999.377 999.364 999.351 999.338 999.325 999.312 999.299 999.285 999.271 999.258 14 999.244 999.230 999.216 999.202 999.187 999.173 999.158 999.144 999.129 99
18、9.114 15 999.099 999.084 999.069 999.053 999.038 999.022 999.006 998.991 998.975 998.959 16 998.943 998.926 998.910 998.893 998.876 998.860 998.843 998.826 998.809 998.792 17 998.774 998.757 998.739 998.722 998.704 998.686 998.668 998.650 998.632 998.613 18 998.595 998.576 998.557 998.539 998.520 99
19、8.501 998.482 998.463 998.443 998.424 19 998.404 998.385 998.365 998.345 998.325 998.305 998.285 998.265 998.244 998.224 20 998.203 998.182 998.162 998.141 998.120 998.099 998.077 998.056 998.035 998.013 21 997.991 997.970 997.948 997.926 997.904 997.882 997.859 997.837 997.815 997.792 22 997.769 99
20、7.747 997.724 997.701 997.678 997.655 997.631 997.608 997.584 997.561 23 997.537 997.513 997.490 997.466 997.442 997.417 997.393 997.369 997.344 997.320 24 997.295 997.270 997.246 997.221 997.195 997.170 997.145 997.120 997.094 997.069 25 997.043 997.018 996.992 996.966 996.940 996.914 996.888 996.8
21、61 996.835 996.809 26 996.782 996.755 996.729 996.702 996.675 996.648 996.621 996.594 996.566 996.539 27 996.511 996.484 996.456 996.428 996.401 996.373 996.344 996.316 996.288 996.260 28 996.231 996.203 996.174 996.146 996.117 996.088 996.059 996.030 996.001 995.972 29 995.943 995.913 995.884 995.8
22、54 995.825 995.795 995.765 995.735 995.705 995.675 30 995.645 995.615 995.584 995.554 995.523 995.493 995.462 995.431 995.401 995.370 31 995.339 995.307 995.276 995.245 995.214 995.182 995.151 995.119 995.087 995.055 32 995.024 994.992 994.960 994.927 994.895 994.863 994.831 994.798 994.766 994.733
23、33 994.700 994.667 994.635 994.602 994.569 994.535 994.502 994.469 994.436 994.402 34 994.369 994.335 994.301 994.267 994.234 994.200 994.166 994.132 994.098 994.063 35 994.029 993.994 993.960 993.925 993.891 993.856 993.821 993.786 993.751 993.716 36 993.681 993.646 993.610 993.575 993.540 993.504
24、993.469 993.433 993.397 993.361 37 993.325 993.289 993.253 993.217 993.181 993.144 993.108 993.072 993.035 992.999 38 992.962 992.925 992.888 992.851 992.814 992.777 992.740 992.703 992.665 992.628 39 992.591 992.553 992.516 992.478 992.440 992.402 992.364 992.326 992.288 992.250 40 992.212 992.174
25、992.135 992.097 992.058 992.020 991.981 991.942 991.904 991.865 注1： 水密度表引自英国石油学会(LP)石油和相关产品分析和试验方法标准汇编(1999)附录G； 注2： t90是基于1990年的国际温标。 DL / T 1988 2019 6 附 录 B （资料性附录） 其它常用气体的密度表 表 B.1 其它常用气体的密度 kg/m 3 气体种类 压力，kPa 温度， 气体密度 氮气（N 2） 101.325 20 1.165 氢气（H 2） 101.325 20 0.0838 氦气（He） 101.325 20 0.1663（0
26、.1648） 氧气（O 2） 101.325 20 1.331 氩气（A r） 101.325 20 1.662 丙烷（C 3H8） 101.325 20 1.865 101.325 20 6.146 100.000 20 6.064 90.000 20 5.451 80.000 20 4.840 70.000 20 4.230 60.000 20 3.621 六氟化硫（SF 6） 50.000 20 3.014 注： 数据引自美国国家标准与技术研究院数据库资料： https:/webbook.nist.gov/chemistry/fluid/，氦 气密度括号中的值来源GB/T 4844-20
27、11纯氩、高纯氩和超纯氩。 B DL / T 1988 2019 7 附 录 C （资料性附录） 空气的密度表 表 C.1 环境空气密度表（相对湿度 60%，CO 2体积含量为 0.04%） kg/m 3 空气温度， 空气 压力m bar 6 8 10 12 14 15 16 18 20 22 24 26 900 1.121 1.113 1.104 1.096 1.088 1.084 1.080 1.072 1.064 1.055 1.047 1.039 910 1.133 1.125 1.117 1.108 1.100 1.096 1.092 1.084 1.075 1.067 1.059
28、1.051 920 1.146 1.137 1.129 1.120 1.112 1.108 1.104 1.096 1.087 1.079 1.071 1.063 930 1.158 1.150 1.141 1.133 1.124 1.120 1.116 1.107 1.099 1.091 1.083 1.074 940 1.171 1.162 1.154 1.145 1.136 1.132 1.128 1.119 1.111 1.103 1.094 1.086 950 1.183 1.175 1.166 1.157 1.149 1.144 1.140 1.131 1.123 1.115 1.
29、106 1.098 960 1.196 1.187 1.178 1.169 1.161 1.156 1.152 1.143 1.135 1.126 1.118 1.109 970 1.208 1.199 1.190 1.182 1.173 1.168 1.164 1.155 1.147 1.138 1.130 1.121 980 1.221 1.212 1.203 1.194 1.185 1.181 1.176 1.167 1.159 1.150 1.141 1.133 990 1.233 1.224 1.215 1.206 1.197 1.193 1.188 1.179 1.171 1.16
30、2 1.153 1.144 1000 1.246 1.237 1.227 1.218 1.209 1.205 1.200 1.191 1.182 1.174 1.165 1.156 1010 1.258 1.249 1.240 1.231 1.221 1.217 1.212 1.203 1.194 1.185 1.176 1.168 1020 1.271 1.261 1.252 1.243 1.234 1.229 1.224 1.215 1.206 1.197 1.188 1.179 1030 1.283 1.274 1.264 1.255 1.246 1.241 1.236 1.227 1.
31、218 1.209 1.200 1.191 1040 1.296 1.286 1.277 1.267 1.258 1.253 1.248 1.239 1.230 1.221 1.212 1.203 1050 1.308 1.299 1.289 1.279 1.270 1.265 1.261 1.251 1.242 1.233 1.223 1.214 1060 1.321 1.311 1.301 1.292 1.282 1.277 1.273 1.263 1.254 1.244 1.235 1.226 注1： 空气密度表引自英国石油学会(LP)石油和相关产品分析和试验方法标准汇编(1999)附录
32、H； 注2： CO2体积改变0.0001，空气密度改变1/19000； 注3： 1mbar =100Pa。 表 C.2 当相对湿度不是 60%时，环境空气对相对湿度修正的密度表 kg/m 3 空气温度， 相对湿度 % 5 10 15 20 25 30 30 +0.001 +0.002 +0.002 +0.003 +0.004 +0.006 35 +0.001 +0.001 +0.002 +0.003 +0.004 +0.005 40 +0.001 +0.001 +0.002 +0.002 +0.003 +0.004 45 +0.001 +0.001 +0.001 +0.002 +0.002 +
33、0.003 50 0 +0.001 +0.001 +0.001 +0.001 +0.002 55 0 0 0 +0.001 +0.001 +0.001 60 0 0 0 0 0 0 65 0 0 0 -0.001 -0.001 -0.001 70 0 -0.001 -0.001 -0.001 -0.001 -0.002 75 -0.001 -0.001 -0.001 -0.002 -0.002 -0.003 DL / T 1988 2019 8 80 -0.001 -0.001 -0.002 -0.002 -0.003 -0.004 85 -0.001 -0.001 -0.002 -0.003 -0.004 -0.005 90 -0.001 -0.002 -0.002 -0.003 -0.004 -0.005
