露点仪是能直接测出露点温度的仪器。
使一个镜面处在样品湿空气中降温,直到镜面上隐现露滴(或冰晶)的瞬间,测出镜面平均温度,即为露点(霜)温度。
它测湿精度高,但需光洁度很高的镜面,精度很高的温控系统,以及灵敏度很高的露滴(冰晶)的光学探测系统。
使用时必须使吸入样本空气的管道保持清洁,否则管道内的杂质将吸收或放出水分造成测量误差。
在露点仪的设计中要着重考虑直接影响结露过程热质交换的各种因素,这个原则同样适用于自动化程度不太高的露点仪器操作条件的选择。这里主要讨论镜面降温速度和样气流速问题。
1.被测气体的温度通常都是室温。
因此当气流通过露点室时必然要影响体系的传热和传质过程。当其它条件固定时,加大流速将有利于气流和镜面之间的传质。
特别是在进行低霜点测量时,流速应适当提高,以加快露层形成速度,但是流速不能太大,否则会造成过热问题。
这对制冷功率比较小的热电制冷露点仪尤为明显。流速太大还会导致露点室压力降低而流速的改变又将影响体系的热平衡。
所以在露点测量中选择适当的流速是必要的,流速的选择应视制冷方法和露点室的结构而定。
一般的流速范围在0.4~0.7L﹒min-1之间。为了减小传热的影响,可考虑在被测气体进入露点室之前进行预冷处理。
2.在露点测量中镜面降温速度的控制是一个重要问题,对于自动光电露点仪是由设计决定的,而对于手控制冷量的露点仪则是操作中的问题。
因为冷源的冷却点、测温点和镜面间的热传导有一个过程并存在一定的温度梯度。
所以热惯性将影响结露(霜)的过程和速度,给测量结果带来误差。
这种情况又随使用的测温元件不同而异,例如由于结构关系,铂电阻感温元件的测量点与镜面之间的温度梯度比较大,热传导速度也比较慢,从而使测温和结露不能同步进行。
而且导致露层的厚度无法控制。这对目视检露来说将产生负误差。
3.另一个问题是降温速度太快可能造成“过冷”。我们知道,在一定条件下,水汽达到饱和状态时,液相仍然不出现,或者水在零度以下时仍不结冰,这种现象称为过饱和或“过冷”。
对于结露 (或霜)过程来说,这种现象往往是由于被测气体和镜面非常干净,乃至缺少足够数量的凝结核心而引起的。
Suomi在实验中发现,如果一个高度抛光的镜面并且其干净程度合乎化学要求,则露的形成温度要比真实的露点温度低几度。过冷现象是短暂的,共时间长短和露点或霜点温度有关。
这种现象可以通过显微镜观察出来。解决的办法之一是重复加热和冷却镜面的操作,直到这种现象消除为止。另一个解决办法是直接利用过冷水的水汽压数据。
并且这样作恰恰与气象系统低于零度时的相对湿度定义相吻合。
便携式露点仪采用抽取式或通入式采用方式便携式安装,本文主要讲便携式露点仪的特点。
便携式露点仪操作直观方便;采用进口高性能内置全补偿电容式气体传感器;独特的气路设计,有良好的气密性,防渗透性和抗吸水性;
独特的传感器保护功能,能有效的提高分析仪响应速度;便携式露点仪内部所有采样管路均采用内外抛光不锈钢管;
有数据自动存储功能,并可随时查阅历史数据;内置大容量锂电池,充一次电直通式可连续使用1个月,内置采样泵的可连续使用20小时;内置抽气泵。
便携式露点仪产品特点:
1、坚固、长寿的电容式传感器。
2、线性度好、响应迅速、读数稳定。
3、内置流量计、流量控制阀。
4、使用简单且校验方便。
露点仪是能直接测出露点温度的仪器。使一个镜面处在样品湿空气中降温,直到镜面上隐现露滴(或冰晶)的瞬间,测出镜面平均温度,即为露(霜)点温度。
其广泛应用于石油化工、化肥厂、热电厂、空分、净化、制气设备、制氢厂等场合。也可用于实验室分析。
露点仪有以下几种测量方法:
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。镜面露点仪制冷的方法有: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℃(露点温度),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,构成露点仪电容或电阻,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℃(露点温度),一般精度可达到±3℃以内。
3.电介法露点仪
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份仪。目前国际上最高精度达到±1.0℃(露点温度),一般精度可达到±3℃以内。
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,目前尚处于不十分成熟的阶段。国外有相关产品,但精度较差且成本很高。
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。
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