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露点分析仪的分析原理及检测方法

日期: 2017-02-09
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湿度测量仪器从原理上可分为冷镜式、完全吸收电解式、氧化铝电容式、薄膜电容式、电阻式、干湿球、机械式。其中完全吸收电解式微水仪、氧化铝电容式露点仪一般用于低湿范围的测量,而电阻式、干湿球、机械式湿度计只能用于相对湿度的测量,冷镜式、薄膜电容式(Vaisala)湿度计则不仅能用于低湿的测量,还能用于中高湿,即相对湿度的测量。

上述各种原理的仪器各有其优缺点。其中冷镜式露点仪是最准确、最可靠、最基本的测量方法,被广泛地用于标准传递,但其缺点是价格比较昂贵,并需要有经验的人操作及保养。

1.镜面式露点仪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℃,目前世界上生产冷镜式露点仪的公司,例如美国的GE、Edgetech、瑞士的MBW等公司均是采用这一原理,英国的MICHELL则是采用双光路检测系统,即同时对反射光及散射光进行检测。国产一般精度可达到±0.5℃以内。

2.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仪。目前国际上最高精度达到±1.0℃,一般精度可达到±3℃以内。

3.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仪。目前国际上最高精度达到±1.0℃,一般精度可达到±3℃以内。但是由于电容法露点仪存在探头易“老化”、零点易漂移、同时对油脂的污染比较敏感等缺点,我们使用电容法在线露点仪的效果不理想,仪器在使用6个月甚至3个月时就发生零点漂移,需频繁对露点仪探头进行校准,仪器维护成本增加。

4.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,自动校准、污染影响小、精度较高。常用于高纯气体的微水测量(ppbv和ppmv)。国外有相关产品,如英国MICHEL密析尔QMA2030但且成本较高。

5.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。目前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,还有气体中其他成份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。

6.半导体传感器露点仪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。

随着现代科学技术的发展,人们纷纷把光电技术、新材料技术、红外技术、微波技术、微电子技术、光纤技术、声波技术甚至纳米技术应用到气体中水份的测量,使水份测量这一古老领域焕发出青春。

PID分析仪器公司为客户提供电容法、冷镜法、干湿球法等多种原理的露点分析仪,适用于不同浓度的含水量应用场合。根据客户现场工况,我们为您提供最适用的现场解决方案。


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