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上海佳航 AIpol-D90D 全自动密度计乙二醇载冷剂浓度测定应用方案

发布时间：

2026-11-10 10:45

1. 前言

乙二醇水溶液是液冷系统中常用的载冷剂，冷水机组、数据中心液冷、储能电池包液冷、地源热泵与冷库均依靠它传递热量。溶液冰点随乙二醇浓度变化：浓度偏低，低温工况下存在管路冻裂与板式换热器冻穿的风险；浓度偏高，比热与导热系数下降，系统换热效率降低，运行成本上升。因此运行中的载冷剂浓度需定期测定，不能仅以配液时的标称值作为判断依据。

运行中的浓度会发生漂移：乙二醇吸湿，敞口膨胀水箱与补水管路持续带入空气水分；高温工况下水比乙二醇更易挥发，浓度反而升高；检修放液、补液、换液后若未重新核算，浓度偏差更明显。浓度检测有折光法与密度法两条路线：折光法快速，但使用后的载冷剂常含缓蚀剂、消泡剂与着色剂，样品发浑变色时读数受影响；密度法对颜色与浊度不敏感，只要温度条件一致，读数稳定。乙二醇水溶液密度随浓度单调变化，测得密度后按标定曲线换算体积浓度、质量分数或对应冰点，是运维端容易落地的做法。

本方案采用上海佳航 AIpol-D90D 全自动密度计，按 U 型管振荡法在 20 ℃ 恒温下测定载冷剂密度，再由仪器内置自定义公式换算浓度与冰点。方法依据 GB/T 29617-2013《数字密度计测定液体密度、相对密度和 API 比重的试验方法》、GB/T 2013-2010《液体石油化工产品密度测定法（U 形振动管法）》与 JJF 2165-2024《实验室振动式液体密度仪校准规范》。载冷剂浓度与冰点的控制限值由设备厂家运行手册或供需双方技术协议约定，本方案只规定测定与判定方法，不预设限值数值。

2. 实验准备

2.1 实验仪器

• 上海佳航 AIpol-D90D 全自动密度计（U 型振荡管法、帕尔贴控温、全范围黏度修正、内置自定义公式）

• 脱气水（新沸放冷的纯化水）与干燥空气，用于仪器常数校准与每日读数核查

• 5 mL 注射器配长针头、样品瓶、量筒、无绒纸、废液瓶

• 过滤膜、仪器配套清洗液、乙醇水溶液，用于样品澄清与管路清洗

2.2 实验样品

• 系统运行中的载冷剂：从膨胀水箱或回液管取样，先放掉一段再取，避免取到死角滞留液

• 未开封的载冷剂原液：摇匀后取样，注意添加剂沉降或分层

• 检修补液后的混合液：循环运行 30 分钟以上、混匀后再取样

2.3 执行标准

• GB/T 29617-2013《数字密度计测定液体密度、相对密度和 API 比重的试验方法》

• GB/T 2013-2010《液体石油化工产品密度测定法（U 形振动管法）》

• JJF 2165-2024《实验室振动式液体密度仪校准规范》

• 设备厂家运行手册或供需双方技术协议约定的浓度、冰点控制限

3. 测试方法

3.1 样品预处理

样品回温至约 20 ℃：运行中的载冷剂温度可能在较宽范围波动，直接进样会使密度读数带上温度误差，浓度换算曲线通常以 20 ℃ 为基准。样品中如有明显气泡（刚循环过的系统取样常带气），静置至气泡浮净；乙二醇水溶液起泡后消泡较慢，不宜急于进样。样品浑浊或有悬浮物时先过滤，长期结垢的系统尤其要注意，否则会污染振荡管并使读数偏高。样品不稀释：稀释后测得的是稀释液密度，换算回浓度需引入准确的稀释倍数，多一步误差来源。

3.2 仪器参数设置

项目	设置
测量温度	20.0 ℃，与浓度换算曲线的基准温度一致
结果类型	密度，经自定义公式换算为体积浓度 / 质量分数 / 冰点
仪器常数校准	干燥空气 + 脱气水两点校准，记录校准日期
每日读数核查	脱气水核查，读数应在 0.9982 g/mL ± 0.0001 g/mL 内
黏度修正	全范围开启；载冷剂黏度高于水，原样测定不稀释
气泡确认	视频观察振荡管内无气泡再读数
平行次数	2 次，记录平行差值
清洗与干燥	测完自动或手动清洗，气泵吹干后备用

3.3 测定步骤

1. 按取样规范从回液管或膨胀水箱取样，先排放一段，记录取样位置、系统状态与取样时间。

2. 样品回温至约 20 ℃，静置脱气，必要时过滤。

3. 仪器开机预热并稳定在 20.0 ℃，用干燥空气与脱气水完成常数校准。

4. 用脱气水做当日读数核查，读数落在 0.9982 g/mL ± 0.0001 g/mL 内方可测样；超出范围重新校准。

5. 调用载冷剂浓度方法（自定义公式），用样品润洗振荡管 2～3 次后缓慢进样。

6. 视频确认管内无气泡，待温度与读数稳定后记录密度及换算后的浓度、冰点，平行测定 2 次。

7. 测完用水性清洗液冲洗，再以乙醇水溶液过渡并吹干，避免缓蚀剂与油性物质残留。

8. 结果导出归档，记录系统编号、取样位置、测量温度、密度、浓度、冰点、平行差值与操作人。

3.4 结果计算

仪器按 U 型振荡管法测得样品密度 ρ，再由已标定的密度—浓度关系换算目标量：

ρ →（自定义公式 / 标定曲线）→ 体积浓度、质量分数或对应冰点

换算关系应在使用前用已知浓度的乙二醇水溶液标定并保存为仪器方法，测定时直接调用，避免人工查表引入插值和抄录误差。同批样品须在同一温度基准下换算；若在其他温度测定，需另行建立该温度下的标定曲线或进行温度补偿。浓度是否合格、冰点是否满足低温工况要求，按设备厂家运行手册或技术协议约定的限值判定。

4. 实验结果

测试条件：20.0 ℃ 恒温，脱气水当日读数核查合格，样品原样不稀释，平行 2 次，结果以密度及换算后的浓度、冰点表示。

表 1 方法核查项目与判定依据

核查项目	方法要求	判定依据	记录要求
仪器常数校准	空气与脱气水两点校准	GB/T 29617-2013、JJF 2165-2024	记录校准日期与结果
脱气水读数（20 ℃）	0.9982 g/mL ± 0.0001 g/mL	药典 0601 读数核查判据，作为期间核查参照	每日开机记录实测值
换算曲线标定	用已知浓度溶液标定后保存为方法	仪器自定义公式使用要求	记录标定日期与标样
测定温度	20 ℃，与标定曲线基准一致	GB/T 29617-2013	记录实际控温值
振荡管气泡	管内不得有气泡	GB/T 29617-2013 测定要求	视频观察并留记录
浓度与冰点判定	按运行手册或技术协议限值	供需双方约定	记录限值来源与结论

注：表中 0.9982 g/mL ± 0.0001 g/mL 为 2025 年版《中国药典》四部通则 0601 给出的脱气水读数核查判据，此处仅作仪器期间核查参照；其余为方法要求，不是样品实测结果。载冷剂实测密度、浓度与冰点由检测方按本方案测定后填入下列记录表，本方案不预设测定数值，也不预设浓度与冰点合格限值。

表 2 载冷剂浓度测定记录表（字段）

系统/取样位置	测量温度	密度 ρ	浓度	冰点	判定
按实测填写	按实测填写	按实测填写	按公式换算	按公式换算	按约定限值

注：判定结论应注明限值来源（设备厂家运行手册编号或技术协议编号），并保留平行差值与当日脱气水核查值以便追溯。

5. 结果与讨论

• 取样环节决定后续所有数据的意义。从膨胀水箱直接取样可能取到补水口附近刚进入的液体，规范做法是从回液管取样、先排放一段；补液后须循环混匀再取样，否则测得的只是局部浓度。

• 密度对温度敏感，浓度换算曲线又与标定温度绑定，因此样品回温与仪器恒温同样重要。统一在 20 ℃ 测定可省去温度补偿环节，也便于历次巡检数据直接比较，形成浓度漂移趋势。

• 使用后的载冷剂常含缓蚀剂、消泡剂与着色剂，样品可能浑浊变色。密度法对颜色与浊度不敏感，相比折光法更适配运行中的旧液；配合过滤与静置脱气，可减少颗粒物与气泡对振荡管的干扰。

• 乙二醇水溶液黏度高于水，全范围黏度修正开启后可按原样测定，不必稀释；这既避免了稀释倍数带来的附加误差，也让结果直接对应系统实际运行浓度。

• 把密度—浓度关系标定为仪器自定义公式并保存为方法，测定时自动换算浓度或冰点，避免人工查表插值与抄录错误；不同配方或不同厂家的载冷剂应分别标定，不宜混用同一曲线。

• 每日开机用脱气水核查读数，超范围即重新校准；仪器周期校准与期间核查按 JJF 2165-2024 执行，可把仪器状态漂移与载冷剂真实浓度变化区分开。

• 接液管路短、可自动清洗并配气泵干燥，适合车间与运维现场高频巡检；数据自动保存并导出 PDF / Excel，便于建立按系统编号归档的浓度巡检台账。

6. 应用范围

• 数据中心液冷、储能电池包液冷系统的载冷剂浓度巡检

• 冷水机组、地源热泵、冷库等制冷系统的冰点复核

• 载冷剂原液来料检验与浓度、纯度测定

• 检修放液、补液、换液后的浓度复核与配比核算

• 乙二醇类化工原料及水溶液的密度—浓度换算测定

• 设备运维单位、第三方检测机构与工业企业的现场快速检测

7. 结论

上海佳航 AIpol-D90D 全自动密度计按 U 型管振荡法在 20 ℃ 恒温下测定载冷剂密度，通过内置自定义公式换算乙二醇浓度与冰点，对颜色、浊度不敏感，黏度修正开启后旧液可原样测定。本方案把取样代表性、回温与恒温、静置脱气、换算曲线标定及每日脱气水核查作为关键控制点，方法依据 GB/T 29617-2013、GB/T 2013-2010 与 JJF 2165-2024，记录字段完整，适用于液冷系统运维巡检、来料检验与补液后复核。实测密度、浓度与冰点由检测方按本方案测定后填入记录表，并按设备厂家运行手册或技术协议约定的限值判定。

关键词：折光仪

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