露點(diǎn)儀是能直接測(cè)出露點(diǎn)溫度的儀器。使個(gè)鏡面處在樣品濕空氣中降溫,直到鏡面上隱現(xiàn)露滴(或冰晶)的瞬間,測(cè)出鏡面平均溫度,即為露點(diǎn)(霜)溫度。它測(cè)濕度,但需光潔度很的鏡面,度很的溫控系統(tǒng),以及靈敏度很的露滴(冰晶)的光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)。使用時(shí)使吸入樣本空氣的管道保持清潔,否則管道內(nèi)的雜質(zhì)將吸收或放出水分成測(cè)量誤差。
濕度測(cè)量 鏡面式 不同水份含量的氣體在不同溫度下的鏡面上會(huì)結(jié)露。采用光電檢測(cè) ,檢測(cè)出露層并測(cè)量結(jié)露時(shí)的溫度,直接顯示露點(diǎn)。鏡面制冷的方法有:半導(dǎo)體制冷、液氮制冷和壓空氣制冷。鏡面式露點(diǎn)儀采用的是直接測(cè)量方法,在保證檢露準(zhǔn)確、鏡面制冷效率和測(cè)量結(jié)露溫度前提下,該種露點(diǎn)儀可作為標(biāo)準(zhǔn)露點(diǎn)儀使用。達(dá)到±0.1℃(露點(diǎn)溫度),般度可達(dá)到±0.5℃以內(nèi)電傳感器式露點(diǎn)儀 ? 采用親水性材料或憎水性材料作為介質(zhì),構(gòu)成電容或電阻,在含水份的氣體流經(jīng)后,介電常數(shù)或電導(dǎo)率發(fā)生相應(yīng)變化,測(cè)出當(dāng)時(shí)的電容值或電阻值,就能知道當(dāng)時(shí)的氣體水份含量。建立在露點(diǎn)單位制上 的該類傳感器,構(gòu)成了電傳感器式露點(diǎn)分析儀。達(dá)到±1.0℃(露點(diǎn)溫度),般度可達(dá)到±3℃以內(nèi)。
電解法露點(diǎn)儀
利用五氧化二磷等材料吸濕后分解成性分子,從而在電上積累電荷的性, 出建立在含濕量單位制上的電解法微水份儀。
晶體振蕩式露點(diǎn)儀
利用晶體沾濕后振蕩頻率改變的性,可以 晶體振蕩式露點(diǎn)儀。這是項(xiàng)較新的 ,尚處于不十分成熟的階段。外有相關(guān)產(chǎn)品,但度較差且成本很。
折疊紅外露點(diǎn)儀 利用氣體中的水份對(duì)紅外光譜吸收的性,可以 紅外式露點(diǎn)儀。該儀器很難測(cè)到低露點(diǎn),主要是紅外探測(cè)器的峰值探測(cè)率還不能達(dá)到微量水吸收的量,還有氣體中其他成份含量對(duì)紅外光譜吸收的干擾。但這是項(xiàng)很新的 ,對(duì)于環(huán)境氣體水份含量的非接觸式在線監(jiān)測(cè)具有重要的意義。
半導(dǎo)體傳感器 每個(gè)水分子都具有其自然振動(dòng)頻率,當(dāng)它入半導(dǎo)體晶格的空隙時(shí),就和受到充電激勵(lì)的晶格產(chǎn)生共振,其共振頻率與水的摩爾數(shù)成正比。水分子的共振能使半導(dǎo)體結(jié)放出自由電子,從而使晶格的導(dǎo)電率增大,阻抗減小。利用這性 的半導(dǎo)體露點(diǎn)儀可測(cè)到-100℃露點(diǎn)的微量水份。
重量法 是種經(jīng)典的測(cè)量方法。讓所測(cè)樣氣流經(jīng)某干燥劑,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(diǎn)是度,大允許誤差可達(dá)0.1%;缺點(diǎn)是具體操作困難,尤其是得到足夠量的吸收水質(zhì)量(般不小于0.6克),這對(duì)于低濕度氣體尤其困難,加大樣氣流量,結(jié)果會(huì)導(dǎo)致測(cè)量時(shí)間和誤差增大(測(cè)得的濕度不是瞬時(shí)值)。因而該方法只適合于測(cè)量露點(diǎn)-32℃以上的氣體,可以說市場(chǎng)上純粹利用該方法測(cè)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(cè)量干燥劑吸收的水分含量,因?yàn)橹苯訙y(cè)量困難,由此衍生了兩種間接測(cè)量吸收水含量的方法。
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(cè)該電流即可測(cè)得樣氣的濕度。該方法彌補(bǔ)了重量法的缺點(diǎn),測(cè)量量程可達(dá)-80℃以下,且度較好,價(jià)格便宜;缺點(diǎn)是電解池氣路需要在使用前干燥很長(zhǎng)時(shí)間,且對(duì)氣體的腐蝕性及清潔性要求較。
振動(dòng)頻率法 就是將重量法中的干燥劑換用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(shí)振動(dòng)頻率不同的點(diǎn),讓樣氣和標(biāo)準(zhǔn)干燥氣流經(jīng)該晶體,因而產(chǎn)生不同的振動(dòng)頻率差△f1和△f2,計(jì)算兩頻率之差即可得到樣氣的濕度。該方法具有電解法樣的優(yōu)點(diǎn),且使用前勿須干燥。
冷鏡法 也是種經(jīng)典的測(cè)量方法。讓樣氣流經(jīng)露點(diǎn)冷鏡室的冷凝鏡,通過等壓制冷,使得樣氣達(dá)到飽和結(jié)露狀態(tài)(冷凝鏡上有液滴析出),測(cè)量冷凝鏡此時(shí)的溫度即是樣氣的露點(diǎn)。該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是度,尤其在采用半導(dǎo)體制冷和光電檢測(cè) 后,不確定度甚至可達(dá)0.1℃;缺點(diǎn)是響應(yīng)速度較慢,尤其在露點(diǎn)-60℃以下,平衡時(shí)間甚至達(dá)幾個(gè)小時(shí),而且此方法對(duì)樣氣的清潔性和腐蝕性要求也較,否則會(huì)影響光電檢測(cè)效果或產(chǎn)生'偽結(jié)露'成測(cè)量誤差。
阻容法 是種不斷善的濕度測(cè)量方法。利用個(gè)純鋁棒,表面氧化成層薄的氧化鋁薄膜,其外鍍層多空的網(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性,導(dǎo)致電容值隨樣氣水分的多少而改變,測(cè)量該電容值即可得到樣氣的濕度。該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量量程可低,甚至達(dá)-100℃,另突出優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)速度非???,從干到濕響應(yīng)分鐘可達(dá)90%,因而多用于現(xiàn)場(chǎng)和快速測(cè)量場(chǎng)合;缺點(diǎn)是度較差,不確定度多為±2~3℃。老化和漂移嚴(yán)重,使用3~6個(gè)月校準(zhǔn)。 |