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露點儀

08-17   來自:头彩网代理
露點儀是能直接測出的儀器。使一個鏡面處在樣品濕空氣中降溫,直到鏡面上隐現露滴(或冰晶)的瞬間,測出鏡面平均溫度,即為露(霜)點溫度。它測濕精度高,但需光潔度很高的鏡面,精度很高的溫控系統,以及靈敏度很高的露滴(冰晶)的光學探測系統。使用時必須使吸入樣本空氣的管道保持清潔,否則管道内的雜質将吸收或放出水分造成測量誤差。

1簡介

在冬天,我們會看到一種常見現象,由于室外溫度較低,室内較濕熱的空氣會在窗玻璃上結露,使窗玻璃模糊一片。假如我們再仔細觀測并研究下去,如果在室内開啟,把室内的濕氣逐步去除,那麼盡管室外還是同樣的溫度,而我們會發現窗玻璃上的露水會慢慢消去,窗玻璃重又露出透明光潔的本質。假如這時室外溫度下降了,那麼溫度降到一定程度時,盡管除濕器已使室内空氣十分幹燥,但在窗玻璃上仍會出現模糊的露層。這一現象說明,玻璃上的結露溫度與玻璃所在的環境氣氛的含水量有關,進一步研究發現,這關系是一一對應關系,即每一個結露溫度(我們稱之為溫度)對應環境氣氛的一個含水量值。露點可以簡單地理解為使氣體中水蒸汽含量達到飽和狀态的溫度,是表示氣體絕對濕度的方式之一;由此可見,露點溫度是度量氣體水份含量的一種單位制。露點分析儀就是基于這種單位制而測量氣體中絕對水份含量的儀器。
2濕度測量

電解法露點儀
利用五氧化二磷等材料吸濕後分解成極性分子,從而在電極上積累電荷的特性,設計出建立在絕對含濕量單位制上的電解法微水份儀。
晶體振蕩式露點儀
利用晶體沾濕後振蕩頻率改變的特性,可以設計晶體振蕩式露點儀。這是一項較新的技術,尚處于不十分成熟的階段。國外有相關産品,但精度較差且成本很高。

紅外露點儀

利用氣體中的水份對紅外光譜吸收的特性,可以設計紅外式露點儀。該儀器很難測到低露點,主要是紅外探測器的峰值探測率還不能達到微量水吸收的量級,還有氣體中其他成份含量對紅外光譜吸收的幹擾。但這是一項很新的技術,對于環境氣體水份含量的非接觸式在線監測具有重要的意義。


重量法

是一種經典的測量方法。讓所測樣氣流經某一幹燥劑,其所含水分被幹燥劑吸收,精确稱取幹燥劑吸收的水分含量,與樣氣體積之比即為樣氣的濕度。該方法的優點是精度高,最大允許誤差可達0.1%;缺點是具體操作比較困難,尤其是必須得到足夠量的吸收水質量(一般不小于0.6克),這對于低濕度氣體尤其困難,必須加大樣氣流量,結果會導緻測量時間和誤差增大(測得的濕度不是瞬時值)。因而該方法隻适合于測量露點-32℃以上的氣體,可以說市場上純粹利用該方法測濕度的儀器較少。
由以上分析可知,重量法的關鍵是怎樣精确測量幹燥劑吸收的水分含量,因為直接測量比較困難,由此衍生了兩種間接測量吸收水含量的方法。

電解法

就是将幹燥劑吸收的水分經電解池電解成氫氣和氧氣排出,電解電流的大小與水分含量成正比,通過檢測該電流即可測得樣氣的濕度。該方法彌補了重量法的缺點,測量量程可達-80℃以下,且精度較好,價格便宜;缺點是電解池氣路需要在使用前幹燥很長時間,且對氣體的腐蝕性及清潔性要求較高。采用該方法的儀器較多。
振動頻率法
就是将重量法中的幹燥劑換用一種吸濕性的石英晶體,根據該晶體吸收水分質量不同時振動頻率不同的特點,讓樣氣和标準幹燥氣流經該晶體,因而産生不同的振動頻率差△f1和△f2,計算兩頻率之差即可得到樣氣的濕度。該方法具有電解法一樣的優點,且使用前無須幹燥。

冷鏡法

也是一種經典的測量方法。讓樣氣流經露點冷鏡室的冷凝鏡,通過等壓制冷,使得樣氣達到飽和結露狀态(冷凝鏡上有液滴析出),測量冷凝鏡此時的溫度即是樣氣的露點。該方法的主要優點是精度高,尤其在采用半導體制冷和光電檢測技術後,不确定度甚至可達0.1℃;缺點是響應速度較慢,尤其在露點-60℃以下,平衡時間甚至達幾個小時,而且此方法對樣氣的清潔性和腐蝕性要求也較高,否則會影響光電檢測效果或産生‘僞結露’造成測量誤差。

阻容法

是一種不斷完善的濕度測量方法。利用一個高純鋁棒,表面氧化成一層超薄的氧化鋁薄膜,其外鍍一層多空的網狀金膜,金膜與鋁棒之間形成電容,由于氧化鋁薄膜的吸水特性,導緻電容值随樣氣水分的多少而改變,測量該電容值即可得到樣氣的濕度。該方法的主要優點是測量量程可更低,甚至達-100℃,另一突出優點是響應速度非常快,從幹到濕響應一分鐘可達90%,因而多用于現場和快速測量場合;缺點是精度較差,不确定度多為±2~3℃。老化和漂移嚴重,使用3~6個月必須校準。随着各廠家的不斷努力,該方法正在逐漸得到完善,例如,通過改變材料和提高工藝使得傳感器穩定度大大提高,通過對傳感器響應曲線的補償作到了飽和線性,解決了自動校準問題。

3選擇儀器

露點儀(濕度儀器)測量的方法可謂五花八門,其性能與價格也相差懸殊,這就要求我們選用儀器時要謹慎小心,不但要考慮到性能和價格,還應該考慮到儀器使用的場合和所測氣體的種類及腐蝕性等。總體原則如下:
1)國家級濕度基準:考慮到要求測量準确度高,樣氣理想,一般應選用冷鏡式露點儀。
2)企業基準或實驗室分析:如果測量準确度要求較高,可選用冷鏡法儀器,如。
3)現場檢測:如果測量準确度要求較高,可選用冷鏡法儀器(同上);如果要求測量速度快或氣體污染較重,最好選用阻容法儀器,
4)連續在線監測:如果精度要求不太高,可選用阻容法儀器,如果精度要求較高,可選冷鏡式儀表。
5)天然氣防爆測量:在石化和天然氣行業,我們都要求防爆處理,所以需要有特定本安防爆的露點儀。
6)氣體空分行業露點測量:我們知道空分行業,一般要求水分含量很低,露點在-70℃以下(1ppm級别),原理上來說冷鏡式露點儀、電解法露點儀、薄膜露點儀都沒法對低于-80℃的氣體進行測量,所以還是選擇電容法原理的露點儀比較合适。

5測量注意

鏡面污染對露點測量的影響
在露點測量中,鏡面污染是一個突出的問題,其影響主要表現在兩個方面;一是拉烏爾效應,二是改變鏡面本底放射水平。拉烏爾效應是由水溶性物質造成的。


6儀器特點 
1、多種輸出參數:顯示多種濕度參數,比如露點/霜點溫度、相對濕度、ppmv(濕氣體積/幹氣體積)和環境溫度
2、測量數據在LCD顯示屏上以數字或圖形的方式顯示,通過一個按鍵就能把輸出的讀數轉變為即時的圖形
3、易于使用的用戶界面,固定鍵指的是圖形、保持/儲存和記錄鍵
4、可以記錄現場數據,最多可達 2700 點,可配有尖端的MI70聯接Windows軟件程序
5、結構輕巧而堅固,有防水和防塵的外殼保護,能在極端惡劣的環境穩定地使用,适合各種場合
6、電池能使儀表長時間在戶外使用。

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