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气体露点测量和选型

露点的测量已经遍及了工农业、科技和国 防领域,各种露点测量仪器广泛被使用在微电子、石化、气象、通信、环境监测、电力、制药、空调、建筑、烟草、军工航天、汽车等领域, 使用数量不仅越来越多,用户对仪器的适应性、响应速度、测量范围和 精度等方面的要求也越来越高。社会需求极大促进了气体露点测量技术发展,新的技术和原理不断的涌现,技术的性能也不断提高,这推动了气体露点测量技术的飞速发展。

 一、露点的测量方法有很多露点测量的方法,按照测量方法可以分为直接、间接两种。

直接测量的精度较高,但是它的测量成本高;间接的测量相对来说精度 较差,但是如果测量的要求不高,在一定的范围内就可使用,大大的低于直接测量的成本。

1 直接测量。露点直接检测的方法也有很多的方法,比如电解法、镜面法、电容法等方法。镜面法主要是通过观察气体在冷却的过程中在镜面上结露的状态来确定气体的露点。尽管在观察的过程中可用现代光 学的系统来完成,可是由于价格的因素,这种方法不适用普通过程中的测量。电解法是以白金做电极,使用五氧化二磷的溶液在吸附水后的导电率的变化测定气体的湿度,进而得到露点的温度,这种测量的方法适 用测量低湿稳定的气体。电容法是在氧化铝表面铺上一层表面的多孔镀金膜,观察水气在吸附的时候电容的变化测定气体的湿度进而得到露点。

2 间接测量。对实时性的露点用直接测量的方法,因为价格的昂 贵和速度稳定、使用条件等限制了仪器的使用范围。如果我们用相对湿度检测的结果变换成露点的温度,会使得露点的测量更加容易实现。露点的直接测量使用的仪器价格很高,工业上无法承受这么高的成本;而且直接测量的测试周期较长,一般都要几十分钟甚至一个小时以上(低露点),对工业的实时控制需要无法满足。间接测量仪器,可以达到一定的精度要求,价格也不高,实时性也好,所以我们工业测量露点仪使用间接法还是比较经济实惠。

 二、露点的测量仪器

1 镜面式露点仪。由于气体含水量不同会在不同的温度下在镜面 上结露,根据这个原理我们采用光电检测的技术,查出镜面的露层,测量结露时温度,显示的直接就是露点。在镜面进行制冷有液氮制冷、半导体制冷、利用高压空气制冷等方法。镜面式的露点仪用直接测量的方法,在检露准确、制冷效率高的前提下,这类露点仪测出的数据非常标准。国际上目前*高的精度可达到 0.1的露点温度误差,精度一般在±0.2内。

2 电容法传感器式露点仪。用亲水性或憎水性的材料作介质 做成电容、电阻,它们在含水的气体流过以后,电导率会发生对应的一些变化,只要我们测出那时的电容或者电阻值,就可以知道气体的水含 量,再进而得到露点。这种电传感器式的露点仪,在国际上目前*高达 到±2的精度,一般可达到±2

3 电解法露点仪。电解法的露 点仪适用五氧化二磷材料在吸湿后分解形成极性的分子,电荷在电极上 积累的特性,建立在含湿量上的电解法仪器。它的精度与电传感式的精度相当。除了以上几种露点仪,还有红外露点仪、晶体振荡式露点仪和半导体传感器露点仪等。

 三、露点仪选型

测量露点的方法五花八门,但是它们的性能和价格相差也很悬殊,所以我们在选用仪器的时候一定要谨慎,我们要考虑的不仅仅是性能、价格,还要考虑仪器使用场合以及所测的气体种类、腐蚀性等因素。

们一般选择有这么几个原则。

1 ***的基准:测量准确度要求较高,气体也比较理想,我们一般选用冷镜式露点仪,像瑞士MBW公司生产的373、473、573 等型号的露点仪,我们还要根据实际的量程、精度来选用*合适仪器。

2 实验室或企业基准:如测量准确度的 要求高,就可以选冷镜法的仪器。

3 现场的检测:准确度要求高,选用冷镜法仪器;若要求速度快、气体的污染严重,我们*好选用阻容法的仪器,像美国PhyMetrix公司DPT-500 /DPT-600 仪器。

4 连续在线监测:一般精度的要求不会太高,而且需要测量的速度快,我们可用阻容法的仪器,比如DPT-900型在线露点仪,也可以用新型 DPT-820 在线的露点仪,它们价格低而且安装、调试都较方便;精度的要求要是较高, 那就选用冷镜式的仪表。

我们选择仪器的宗旨是经济适用,达到精度要求,为此我们要对 露点仪有很深刻的了解,那样才能在实际应用中做出*好的选择。

 四、测量露点注意事项

(一) 镜面污染可能对露点测量造成的影响 在露点的测量过程中,存在一个突出的问题就是镜面污染,一方面是因水溶性物质所造成。假如被测气体中含有水溶性物质(一般指可溶性盐类)会导致镜面提前结露,使得测量结果出现正偏差。此外,一些容易冷凝且沸点比水低的物质蒸气的存在也会对露点的测量结果造成一定影响。

(二) 选择露点仪的测量条件气流通过露点室的时候必然会影响整个体系的传热与传质过程。在其它条件不变时,增加流速可促进气流和镜面间的传质。特别是针对低霜点条件测量时,应适当的增大流速,以增加露层的形成速度,但流 速又能太大,否则会引起过热的问题。对于制冷功率较小的露点仪热电制冷尤其明显。流速过大还会引起露点室压力降低同时流速的改变又会 影响整个体系的热平衡。因此应在露点测量时选择适当的流速,在选择流速时应根据制冷方法以及露点室的结构来选择。为了降低传热的影 响,可以考虑将被测气体进行遇冷处理在其进入露点室以前。

(三) 测量过程中要考虑时漂与温漂 在实际使用的过程中,由于存在尘土、油污以及有害气体等的影响,使用时间长了,电子式传感器会发生老化,导致其精度下降,对于电子式传感器的年漂移量一般在±2%左右有时会更高。一般情况生产 厂商都会标明 1 次标定有效使用时间通常为 1 年或是 2年,到期则需要 重新标定。

(四) 其他影响露点的因素 露点传感器一般都是非密封的,为保证测量的准确度与稳定性,应尽量不要在酸性、碱性与含有机溶剂的环境下使用。也不要在粉尘含 量较大的环境下使用。有些露点传感器对于供电电源有很高的要求,否则将会影响测量精度性或传感器之间有相互干扰,甚至会无法工作。在 使用时应遵照技术要求,提供合适并符合精度要求的电源或是及时更换电池。

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