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露點儀測量原理露點儀應用

更新時間:2023-07-25   點擊次數:1091次

在冬天,我們會看到一種常見現象,由于室外溫度較低,室內較濕熱的空氣會在窗玻璃上結露,使窗玻璃模糊一片。假如我們再仔細觀測并研究下去,如果在室內開啟除濕器,把室內的濕氣逐步去除,那么盡管室外還是同樣的溫度,而我們會發現窗玻璃上的露水會慢慢消去,窗玻璃重又露出透明光潔的本質。



露點儀


假如這時室外溫度下降了,那么溫度降到一定程度時,盡管除濕器已使室內空氣十分干燥,但在窗玻璃上仍會出現模糊的露層。這一現象說明,玻璃上的結露溫度與玻璃所在的環境氣氛的含水量有關,進一步研究發現,這關系是一一對應關系,即每一個結露溫度(我們稱之為露點溫度)對應環境氣氛的一個含水量值。露點可以簡單地理解為使氣體中水蒸汽含量達到飽和狀態的溫度,是表示氣體絕對濕度的方式之一;由此可見,露點溫度是度量氣體水份含量的一種單位制。露點分析儀就是基于這種單位制而測量氣體中絕對水份含量的儀器。



   綜上所述,露點儀測量的對象離不開氣體。
   測量氣體露點的一種物性分析儀器。露點可以簡單地理解為使氣體中水蒸汽含量達到飽和狀態的溫度,是表示氣體絕對濕度的方式之一。因此,露點儀是一類特殊的濕度計。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,因而,濕度測量已逐漸成為一個新興的技術領域,在86年我國正式成立了濕度與水分專業委員會,并開展了多次學術交流會,濕度的一些計量檢定規程也逐步建立。根據有關規程,濕度被定義為氣體中的水蒸氣含量,常用單位有:克/升,PPM,mmHg,露點及相對濕度等。習慣上以露點-20℃為界把所測氣體分為高濕度氣體與低濕度氣體(即微量水),這里重點介紹低濕度氣體的測量。



露點儀



測量原理

   鏡面式
   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。目前國際上最高精度達到±0.1℃(露點溫度),一般精度可達到±0.5℃以內電傳感器式露點儀
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,介電常數或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。目前國際上最高精度達到±1.0℃(露點溫度),一般精度可達到±3℃以內。



電解法露點儀


   電解法露點儀
   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,設計出建立在絕對含濕量單位制上的電解法微水份儀。



晶體振蕩式露點儀


   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,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。



紅外露點儀



   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。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,還有氣體中其他成分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。



半導體傳感器



   半導體傳感器
   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。







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