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        露点仪的测试原理

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        露点仪的测试原理

        发布日期:2020-04-11 作者: 点击:

        什么是露点仪

         露点分析仪介绍从"水"说起水,分子式H2O,是我们所居住的地球上分布面积最广的物质。除了海、江河、湖泊,我们生活的大气环境中也富含气状的水,称之为水蒸汽。水同时渗透在各种性状的物质中,固体中含有水份,液体中含有水,粉状物体会吸水,生物体内含有水份,而气体中更含有不同含量的水份。各种性状的物质含有水份的多少,往往会影响到物质的性能、用途、品质和储存。例如,工艺用气的含水量会影响到产品的电绝缘性能和工艺性态;动力用气的含水量会影响到气动仪表和设备的使用寿命。究其原因,主要是H2O是一种性能极为活泼的物质,容易与其他物质发生化学反应,自身也易于分解成氧化性强的物质我们通常把环境大气中的含水量称为相对湿度,而对于工业气体中的水份含量,则用露点温度或PPm值来表示露点分析仪简称露点仪,是一种测量气体中水份含量的仪器。测量气体中水份含量的重要性气源是仅次于电源的一种动力源,气源同时还是一种重要的工艺介质,这种双重身份使气体在工业基础中充当了重要的角色。作为动力源的气体,通常是压缩空气,它由不同功率的空气压缩机所产生的。从成份上而言,压缩空气具有一般空气的所有成份,同时经过空压机这一流程后,压缩空气含有油份尘粒水份,并具有较高的温度和压力。动力气源推动的一般为二种对象:气动设备和气动仪表。在化工、石化、纺织、电力、冶金、制药、生物工程和军工生产中有许多重要环节不容许用电力设备和电动仪表,而只能使用气动设备和气动仪表。气动仪表和气动设备一般对动力气源都有严格的要求,例如降温、减压、除油、除尘、干燥等,为了达到这些要求,人们采用了一系列后处理设备,以达到净化压缩空气的目的。

        在标准气体领域,由于标准气体作为一种标准物质,直接作为产品指标的比对物质或校正物质,对标准气体的微水份含量必须加以确认。而含有不同水份的氮气本身就可作为工业级的水份标准气体使用因此,在上述领域中,一般都需要对微水份含量加以监测 什么是露点仪? 露点分析仪概述在冬天,我们都会看到这样一种现象,由于室外温度较低,室内较湿热的空气会在窗玻璃上结露,使窗玻璃模糊一片。假如我们再仔细观测并研究下去,如果在室内开启除湿器,把室内的湿气逐步去除,那么尽管室外还是同样的温度,而我们会发现窗玻璃上的露水会慢慢消去,窗玻璃重又露出透明光洁的本质。假如这时室外温度下降了,那么温度降到一定程度时,尽管除湿器已使室内空气十分干燥,但在窗玻璃上仍会出现模糊的露层。这一现象说明,玻璃上的结露温度与玻璃所在的环境气氛的含水量有关,进一步研究发现,这关系是一一对应关系,即每一个结露温度(我们称之为露点温度)对应环境气氛的一个含水量值。由此可见,露点温度是度量气体水份含量的一种单位制。露点分析仪就是基于这种单位制而测量气体中绝对水份含量的仪器综上所述,露点仪测量的对象离不开气体,而相应的气体不外乎三个用途:动力气体、介质气体和环境气体动力气体作为一种动力源,供给气动仪表和气动设备,广泛应用于工业领域和有特殊防爆要求的工业现场。介质气体作为一种工艺介质,或参与工艺反应,或作为保护性气体,或作为标准气体,广泛地应用于现代工业中相应的生产过程中环境气体作为一种工艺环境,广泛地应用民用工业和军事工业的相关工艺环境中。露点仪就是应用在上述三大类气体需要监测水份含量的场合。

        露点比较通俗易理解的定义是当将气体等压冷却降温时,气体容纳水的能力减弱,气体中的水分由气相变为液相从气体中凝析出来时的温度定义为露点温度。气体中的露点测量有多种方法,比如电参数法(包括氧化铝湿敏元件,高分子有机薄膜湿敏元件)、P2O5完全吸收电解、冷镜法(基于露点温度的物理定义来进行测量)、光学、石英振荡等方法。各种方法各有其优缺点。氧化铝作湿敏元件的露点仪(又称为湿度仪)其电信号(阻抗值)与气体中的水汽分压成一定关系,也就是说与气体的露点呈直接的对应关系,湿度的其它表示单位均是基于露点这一结果再计算得了。高分子有机薄膜作湿敏元件的露点仪,其电参数(电容值)与气体的相对湿度成一定关系,湿度的其它表示单位,如露点值是基于相对湿度及温度的信号计算得了。冷镜法的仪器具有一个冷镜传感器,由镜面,半导体致冷系统、温度测量系统、光学测量系统、信号控制系统等部分组成。当镜面温度高于露点时,镜面上是光滑的,反射光较强,当致冷器工作后镜面温度下降,当镜面温度低于露点温度时,镜面上即有冷凝物形成,此时反射光减弱,此时光电检测器的信号发生变化,再反馈控制致冷器的工作电流,使得镜面上维持一定厚度的冷凝物,由埋在镜面下面的四线制铂电阻测得此时的温度即为露点温度。该类仪器的优点是测量准确度较高,稳定性好,可以作为标准器使用,当然经费充足的单位也可以将该类仪器作为工作计量器具。所以上面的问题,露点仪的头部这个问题不好笼统地回答。

        上面是对仪器测量原理做的一个大约介绍。另外,有了合适的仪器,还不能保证测得准确可靠的测量结果。露点测量结果受许多因素的影响,比如取样管路的材质,阀门接头的密封,阀门的安装位置,比如安装有测量仪器之前,从测量仪器出来后即通大气,此时为常压测量。若安装在测量仪器之后,气体先进测量仪器,再经过阀门调节流量后排走,这就是带压测量。同时还需注意对进测量仪器之前的气体的净化处理,若气体中有颗粒状污染物,需选用除去颗粒状污染物的过滤器,若需除去液体污染物,则需选用聚结型过滤器。

        总而言之,由于气体中的水分含量范围较宽,从几万个ppm,到ppb水平,并且水汽分压不能象气体总压一样的直接测量,又不能象温度一样的做非接触测量,因此比较难测,并且由于需溯源至温度或压力,或其它基本量,因此其准确度很难做到象温度测量的mk级。加之大气中含有大量的水分,对测量结果会带来影响,因此露点(湿度)的测量比较困难。

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        关键词:露点分析仪,温湿度露点仪,天然气露点仪

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