露點儀是能直接測出露點溫度的儀器。使個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,測出鏡面平均溫度,即為露點(霜)溫度。它測濕度,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)探測系統(tǒng)。使用時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量誤差。
濕度測量 鏡面式 不同水份含量的氣體在不同溫度下的鏡面上會結(jié)露。采用光電檢測 ,檢測出露層并測量結(jié)露時的溫度,直接顯示露點。鏡面制冷的方法有:半導(dǎo)體制冷、液氮制冷和壓空氣制冷。鏡面式露點儀采用的是直接測量方法,在保證檢露準(zhǔn)確、鏡面制冷效率和測量結(jié)露溫度前提下,該種露點儀可作為標(biāo)準(zhǔn)露點儀使用。達到±0.1℃(露點溫度),般度可達到±0.5℃以內(nèi)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(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,測出當(dāng)時的電容值或電阻值,就能知道當(dāng)時的氣體水份含量。建立在露點單位制上 的該類傳感器,構(gòu)成了電傳感器式露點分析儀。達到±1.0℃(露點溫度),般度可達到±3℃以內(nèi)。
電解法露點儀
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 晶體振蕩式露點儀。這是項較新的 ,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。
折疊紅外露點儀 利用氣體中的水份對紅外光譜吸收的性,可以 紅外式露點儀。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,還有氣體中其他成份含量對紅外光譜吸收的干擾。但這是項很新的 ,對于環(huán)境氣體水份含量的非接觸式在線監(jiān)測具有重要的意義。
半導(dǎo)體傳感器 每個水分子都具有其自然振動頻率,當(dāng)它入半導(dǎo)體晶格的空隙時,就和受到充電激勵的晶格產(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)體露點儀可測到-100℃露點的微量水份。
重量法 是種經(jīng)典的測量方法。讓所測樣氣流經(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)點是度,大允許誤差可達0.1%;缺點是具體操作困難,尤其是得到足夠量的吸收水質(zhì)量(般不小于0.6克),這對于低濕度氣體尤其困難,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,因為直接測量困難,由此衍生了兩種間接測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。
振動頻率法 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)量不同時振動頻率不同的點,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。該方法具有電解法樣的優(yōu)點,且使用前勿須干燥。
冷鏡法 也是種經(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)點是度,尤其在采用半導(dǎo)體制冷和光電檢測 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,否則會影響光電檢測效果或產(chǎn)生'偽結(jié)露'成測量誤差。
阻容法 是種不斷善的濕度測量方法。利用個純鋁棒,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)點是測量量程可低,甚至達-100℃,另突出優(yōu)點是響應(yīng)速度非常快,從干到濕響應(yīng)分鐘可達90%,因而多用于現(xiàn)場和快速測量場合;缺點是度較差,不確定度多為±2~3℃。老化和漂移嚴(yán)重,使用3~6個月校準(zhǔn)。 |