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露點儀的基本測量方法
發表時間:2021-06-25  |  點擊率:82

  摘要:露點儀是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。它測濕精度高,但需光潔度很高的鏡面,精度很高的溫控系統,以及靈敏度很高的露滴(冰晶)的光學探測系統。使用時須使吸入樣本空氣的管道保持清潔,否則管道內的雜質將吸收或放出水分造成測量誤差。
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  重量法:
  是一種經典的測量方法。讓所測樣氣流經某一干燥劑,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。該方法的優點是精度高,允許誤差可達0.1%;缺點是具體操作比較困難,尤其是須得到足夠量的吸收水質量(一般不小于0.6克),這對于低濕度氣體尤其困難,須加大樣氣流量,結果會導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,重量法的關鍵是怎樣測量干燥劑吸收的水分含量,因為直接測量比較困難,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,且精度較好,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高。采用該方法的儀器較多,典型的是芬蘭維薩拉公司的DMT143露點儀和江蘇辰銘公司的DMT143L露點看板系列產品。
  振動頻率法:
  就是將重量法中的干燥劑換用一種吸濕性的石英晶體,根據該晶體吸收水分質量不同時振動頻率不同的特點,讓樣氣和標準干燥氣流經該晶體,因而產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。該方法具有電解法一樣的優點,且使用前勿須干燥。典型代表儀器是芬蘭維薩拉公司的手持式露點儀DM70。
  冷鏡法:
  也是一種經典的測量方法。讓樣氣流經露點冷鏡室的冷凝鏡,通過等壓制冷,使得樣氣達到飽和結露狀態(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。該方法的主要優點是精度高,尤其在采用半導體制冷和光電檢測技術后,不確定度甚至可達0.1℃;缺點是響應速度較慢,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高,否則會影響光電檢測效果或產生‘偽結露’造成測量誤差。該方法的典型廠家代表是及英國的MICHELL公司,美國的General Eastern公司及瑞士的MBW公司等。
  阻容法:
  是一種不斷完善的濕度測量方法。利用一個高純鋁棒,表面氧化成一層超薄的氧化鋁薄膜,其外鍍一層多空的網狀金膜,金膜與鋁棒之間形成電容,由于氧化鋁薄膜的吸水特性,導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。該方法的主要優點是測量量程可更低,甚至達-100℃,另一突出優點是響應速度非???,從干到濕響應一分鐘可達90%,因而多用于現場和快速測量場合;缺點是精度較差,不確定度多為±2~3℃。老化和漂移嚴重,使用3~6個月須校準。該方法的典型廠家代表為英國Alpha濕度儀器公司,愛爾蘭的PANAMETRICS公司及美國的XENTAUR公司。但隨著各廠家的不斷努力,該方法正在逐漸得到完善,例如,通過改變材料和提高工藝使得傳感器穩定度大大提高,通過對傳感器響應曲線的補償作到了飽和線性,解決了自動校準問題。代表產品為芬蘭維薩拉DMT143、DMT152、DMT143L露點系列,采用陶瓷基底的氧化鋁電容及C2TX微處理器。

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