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露點儀的測量原理及方法介紹
露點分析儀簡稱露點儀,是一種測量氣體中水份含量的儀器。測量氣體中水份含量的重要性氣源是僅次于電源的一種動力源,氣源同時還是一種重要的工藝介質(zhì),這種雙重身份使氣體在工業(yè)基礎(chǔ)中充當了重要的角色。
作為動力源的氣體,通常是壓縮空氣,它由不同功率的空氣壓縮機所產(chǎn)生的。從成份上而言,壓縮空氣具有一般空氣的所有成份,同時經(jīng)過空壓機這yi流程后,壓縮空氣含有油份塵粒水份,并具有較高的溫度和壓力。動力氣源推動的一般為二種對象:氣動設(shè)備和氣動儀表。
露點儀的測量方法有哪些?
1、重量法
是一種經(jīng)典的測量方法。讓所測樣氣流經(jīng)某一干燥劑,其所含水分被干燥劑吸收,稱取干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(yōu)點是精度高,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(zhì)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(jié)果會導(dǎo)致測量時間和誤差增大(測得的濕度不是瞬時值)。
因而該方法只適合于測量露點-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(guān)鍵是怎樣測量干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。
2、電解法
就是將干燥劑吸收的水分經(jīng)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干燥很長時間,且對氣體的腐蝕性及清潔性要求較高。
3、振動頻率法
就是將重量法中的干燥劑換用一種吸濕性的石英晶體,根據(jù)該晶體吸收水分質(zhì)量不同時振動頻率不同的特點,讓樣氣和標準干燥氣流經(jīng)該晶體,因而產(chǎn)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(yōu)點,且使用前勿須干燥。
4、冷鏡法
也是一種經(jīng)典的測量方法。讓樣氣流經(jīng)露點冷鏡室的冷凝鏡,通過等壓制冷,使得樣氣達到飽和結(jié)露狀態(tài)(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(yōu)點是精度高,尤其在采用半導(dǎo)體制冷和光電檢測技術(shù)后,不確定度甚至可達0.1℃;缺點是響應(yīng)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產(chǎn)生'偽結(jié)露'造成測量誤差。
5、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(wǎng)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(dǎo)致電容值隨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(yōu)點是測量量程可更低,甚至達-100℃,另一突出優(yōu)點是響應(yīng)速度非???,從干到濕響應(yīng)一分鐘可達90%,因而多用于現(xiàn)場和快速測量場合;缺點是精度較差,不確定度多為±2~3℃。老化和漂移嚴重,使用3~6個月必須校準。
在化工、石化、紡織、電力、冶金、制藥、生物工程和*工生產(chǎn)中有許多重要環(huán)節(jié)不容許用電力設(shè)備和電動儀表,而只能使用氣動設(shè)備和氣動儀表。氣動儀表和氣動設(shè)備一般對動力氣源都有嚴格的要求,例如降溫、減壓、除油、除塵、干燥等,為了達到這些要求,人們采用了一系列后處理設(shè)備,以達到凈化壓縮空氣的目的。
在標準氣體領(lǐng)域,由于標準氣體作為一種標準物質(zhì),直接作為產(chǎn)品指標的比對物質(zhì)或校正物質(zhì),對標準氣體的微水份含量必須加以確認。