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露點儀的原理及注意事項

日期:2022-03-05 12:53
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摘要: 簡介 能直接測出露點溫度的儀器。使一個鏡面處在樣品濕空氣中降溫,直到鏡面上隱現露滴(或冰晶)的瞬間,測出鏡面平均溫度,即為露(霜)點溫度。 ◆分類及原理 1. 鏡面式露點儀 不同水份含量的氣體在不同溫度下的鏡面上會結露。采用光電檢測技術,檢測出露層并測量結露時的溫度,直接顯示露點。鏡面制冷的方法有:半導體制冷、液氮制冷和高壓空氣制冷。鏡面式露點儀采用的是直接測量方法,在保證檢露準確、鏡面制冷高效率和精密測量結露溫度前提下,該種露點儀可作為標準露...
簡介
         能直接測出露點溫度的儀器。使一個鏡面處在樣品濕空氣中降溫,直到鏡面上隱現露滴(或冰晶)的瞬間,測出鏡面平均溫度,即為露(霜)點溫度。
露點儀的分類原理及使用注意事項 - 無邊的愛 - 怡神仙居露點儀的分類原理及使用注意事項 - 無邊的愛 - 怡神仙居

          ◆分類及原理

1. 鏡面式露點儀

不同水份含量的氣體在不同溫度下的鏡面上會結露。采用光電檢測技術,檢測出露層并測量結露時的溫度,直接顯示露點。鏡面制冷的方法有:半導體制冷、液氮制冷和高壓空氣制冷。鏡面式露點儀采用的是直接測量方法,在保證檢露準確、鏡面制冷高效率和精密測量結露溫度前提下,該種露點儀可作為標準露點儀使用。目前國際上*高精度達到±0.1℃(露點溫度),一般精度可達到±0.5℃以內。

2. 電傳感器式露點儀

采用親水性材料或憎水性材料作為介質,構成電容或電阻,在含水份的氣體流經后,介電常數電導率發生相應變化,測出當時的電容值或電阻值,就能知道當時的氣體水份含量。建立在露點單位制上設計的該類傳感器,構成了電傳感器式露點分析儀。目前國際上*高精度達到±1.0℃(露點溫度),一般精度可達到±3℃以內。

3. 電介法露點儀

利用五氧化二磷等材料吸濕后分解成極性分子,從而在電極上積累電荷的特性,設計出建立在含濕量單位制上的電解法微水份儀。目前國際上*高精度達到±1.0℃(露點溫度),一般精度可達到±3℃以內。

4. 晶體振蕩式露點儀

利用晶體沾濕后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,目前尚處于不十分成熟的階段。國外有相關產品,但精度較差且成本很高。

5. 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。目前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干擾。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。

6. 半導體傳感器露點儀

每個水分子都具有其自然振動頻率,當它進入半導體晶格的空隙時,就和受到充電激勵的晶格產生共振,其共振頻率與水的摩爾數成正比。水分子的共振能使半導體結放出自由電子,從而使晶格的導電率增大,阻抗減小。利用這一特性設計的半導體露點儀可測到-100℃露點的微量水份。

          ◆用途

          廣泛應用于工業領域和有特殊防爆要求的工業現場。

          介質氣體作為一種工藝介質,或參與工藝反應,或作為保護性氣體,或作為標準氣體,廣泛地應用于現代工業中相應的生產過程中
          環境氣體作為一種工藝環境,廣泛地應用民用工業和軍事工業的相關工藝環境中。
          露點儀為了要得到高質量的產品或設備正常地運行,許多行業諸如石化、電力、電子、航空航天、冶金、紡織等對濕度測量的要求越來越高。

          ◆使用注意事項

          1.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。如果被測氣體中攜帶這種物質(一般是可溶性鹽類)則鏡面提前結露,使測量結果產生正偏差。若污染物是不溶于水的微粒,如灰塵等,則會增加本底的散射水平,從而使光電露點儀發生零點漂移。此外,一些沸點比水低的容易冷凝的物質(例如有機物)的蒸氣,不言而喻將對露點的測量產生干擾。因此,無論任何一種類型的露點儀都應防止污染鏡面。一般說來,工業流程氣體分析污染的影響是比較嚴重的。但即使是在純氣的測量中鏡面的污染亦會隨時間增加而積累。
          2.測量條件的選擇
          在露點儀的設計中要著重考慮直接影響結露過程熱質交換的各種因素,這個原則同樣適用于自動化程度不太高的露點儀器操作條件的選擇。這里主要討論鏡面降溫速度和樣氣流速問題。
          A.被測氣體的溫度通常都是室溫。因此當氣流通過露點室時必然要影響體系的傳熱和傳質過程。當其它條件固定時,加大流速將有利于氣流和鏡面之間的傳質。特別是在進行低霜點測量時,流速應適當提高,以加快露層形成速度,但是流速不能太大,否則會造成過熱問題。這對制冷功率比較小的熱電制冷露點儀尤為明顯。流速太大還會導致露點室壓力降低而流速的改變又將影響體系的熱平衡。所以在露點測量中選擇適當的流速是必要的,流速的選擇應視制冷方法和露點室的結構而定。一般的流速范圍在0.4~0.7L﹒min-1之間。為了減小傳熱的影響,可考慮在被測氣體進入露點室之前進行預冷處理。
          B.在露點測量中鏡面降溫速度的控制是一個重要問題,對于自動光電露點儀是由設計決定的,而對于手控制冷量的露點儀則是操作中的問題。因為冷源的冷卻點、測溫點和鏡面間的熱傳導有一個過程并存在一定的溫度梯度。所以熱慣性將影響結露(霜)的過程和速度,給測量結果帶來誤差。這種情況又隨使用的測溫元件不同而異,例如由于結構關系,鉑電阻感溫元件的測量點與鏡面之間的溫度梯度比較大,熱傳導速度也比較慢,從而使測溫和結露不能同步進行。而且導致露層的厚度無法控制。這對目視檢露來說將產生負誤差。
          C.另一個問題是降溫速度太快可能造成“過冷”。我們知道,在一定條件下,水汽達到飽和狀態時,液相仍然不出現,或者水在零度以下時仍不結冰,這種現象稱為過飽和或“過冷”。對于結露 (或霜)過程來說,這種現象往往是由于被測氣體和鏡面非常干凈,乃至缺少足夠數量的凝結核心而引起的。Suomi在實驗中發現,如果一個高度拋光的鏡面并且其干凈程度合乎化學要求,則露的形成溫度要比真實的露點溫度低幾度。過冷現象是短暫的,共時間長短和露點或霜點溫度有關。這種現象可以通過顯微鏡觀察出來。解決的辦法之一是重復加熱和冷卻鏡面的操作,直到這種現象消除為止。另一個解決辦法是直接利用過冷水的水汽壓數據。并且這樣作恰恰與氣象系統低于零度時的相對濕度定義相吻合。

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