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露点仪测量原理露点仪应用

更新时间:2023-07-25   点击次数:303次

在冬天,我们会看到一种常见现象,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。



露点仪


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。露点可以简单地理解为使气体中水蒸汽含量达到饱和状态的温度,是表示气体绝对湿度的方式之一;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。
   测量气体露点的一种物性分析仪器。露点可以简单地理解为使气体中水蒸汽含量达到饱和状态的温度,是表示气体绝对湿度的方式之一。因此,露点仪是一类特殊的湿度计。使一个镜面处在样品湿空气中降温,直到镜面上隐现露滴(或冰晶)的瞬间,测出镜面平均温度,即为露(霜)点温度。
   露点仪为了要得到高质量的产品或设备正常地运行,许多行业诸如石化、电力、电子、航空航天、冶金、纺织等对湿度测量的要求越来越高,因而,湿度测量已逐渐成为一个新兴的技术领域,在86年我国正式成立了湿度与水分专业委员会,并开展了多次学术交流会,湿度的一些计量检定规程也逐步建立。根据有关规程,湿度被定义为气体中的水蒸气含量,常用单位有:克/升,PPM,mmHg,露点及相对湿度等。习惯上以露点-20℃为界把所测气体分为高湿度气体与低湿度气体(即微量水),这里重点介绍低湿度气体的测量。



露点仪



测量原理

   镜面式
   不同水份含量的气体在不同温度下的镜面上会结露。采用光电检测技术,检测出露层并测量结露时的温度,直接显示露点。镜面制冷的方法有:半导体制冷、液氮制冷和高压空气制冷。镜面式露点仪采用的是直接测量方法,在保证检露准确、镜面制冷高效率和精密测量结露温度前提下,该种露点仪可作为标准露点仪使用。目前国际上最高精度达到±0.1℃(露点温度),一般精度可达到±0.5℃以内电传感器式露点仪
采用亲水性材料或憎水性材料作为介质,构成电容或电阻,在含水份的气体流经后,介电常数或电导率发生相应变化,测出当时的电容值或电阻值,就能知道当时的气体水份含量。建立在露点单位制上设计的该类传感器,构成了电传感器式露点分析仪。目前国际上最高精度达到±1.0℃(露点温度),一般精度可达到±3℃以内。



电解法露点仪


   电解法露点仪
   利用五氧化二磷等材料吸湿后分解成极性分子,从而在电极上积累电荷的特性,设计出建立在绝对含湿量单位制上的电解法微水份仪。



晶体振荡式露点仪


   晶体振荡式露点仪
   利用晶体沾湿后振荡频率改变的特性,可以设计晶体振荡式露点仪。这是一项较新的技术,尚处于不十分成熟的阶段。国外有相关产品,但精度较差且成本很高。



红外露点仪



   红外露点仪
   利用气体中的水份对红外光谱吸收的特性,可以设计红外式露点仪。该仪器很难测到低露点,主要是红外探测器的峰值探测率还不能达到微量水吸收的量级,还有气体中其他成分含量对红外光谱吸收的干扰。但这是一项很新的技术,对于环境气体水份含量的非接触式在线监测具有重要的意义。



半导体传感器



   半导体传感器
   每个水分子都具有其自然振动频率,当它进入半导体晶格的空隙时,就和受到充电激励的晶格产生共振,其共振频率与水的摩尔数成正比。水分子的共振能使半导体结放出自由电子,从而使晶格的导电率增大,阻抗减小。利用这一特性设计的半导体露点仪可测到-100℃露点的微量水份。