露点仪测量的方法可谓五花八门,其性能与价格也相差悬殊,这就要求我们选用仪器时要谨慎小心,不但要考虑到性能和价格,还应该考虑到仪器使用的场合和所测气体的种类及腐蚀性等。总体原则如下:
1)国家级湿度基准:
考虑到要求测量准确度高,样气理想,一般应选用冷镜式露点仪,国产的如武汉瑞恒工控的RHD-200,进口的如美国Edgetech公司1500,美国GE公司的M3,英国Michell的S4000TRS,或瑞士MBW公司DP30等露点仪,用户应根据实际量程和精度选用合适的产品。
2)企业基准或实验室分析:
如果测量准确度要求较高,可选用冷镜法仪器,如,美国Edgetech公司的RH-CAL和1500(性价比很高);英国Michell公司的S4000系列产品或瑞士MBW公司的DP19;如果量程要求较低(露点-80℃以下)且气体较清洁,可选用电解法仪器,如美国Edgetech公司的1-C,杜邦公司的M303。
3)现场检测:
如果测量准确度要求较高,可选用冷镜法仪器(同上);如果要求测量速度快或气体污染较重,可以选用阻容法仪器,如美国菲美特公司的DPT500/600便携式露点仪;英国Michell的MDM300便携表、英国Systech、英国Alpha湿度仪器公司的SADPmini手持式露点仪或美国XENTAUR公司的XPDM等。
4)连续在线监测:
如果精度要求不太高,可选用阻容法仪器,如美国菲美特公司的DPT810系列;英国Michell的Easidew系列、英国Systech、英国Alpha湿度仪器公司的DS-1000在线露点仪或新型的DS-2000在线露点仪,以及美国XENTAUR公司的XDT型,它们共同具有价格低且安装调试方便的特点;如果精度要求较高,可选用美国AMETEK公司的560B或冷镜式仪表。如果需要精度高且贴近中国市场价格需求的有原中科院上海冶金所的LJ系列露点仪,系我国唯一掌握核心部件氧化铝阻容探头技术的机构。
5)天然气防爆测量:
在石化和天然气行业,我们都要求防爆处理,所以需要有特定本安防爆的露点仪,比如美国菲美特公司的DPT900及DPT910(天然气在线分析系统);GE的PM8800系列露点仪、Michell的DM系列等等,他们都是针对石化天然气的解决方案。
6)气体空分行业露点测量:
我们知道空分行业,一般要求水分含量很低,露点在-70℃以下(1ppm级别),原理上来说冷镜式露点仪、电解法露点仪、薄膜露点仪都没法对低于-80℃的气体进行测量,所以还是选择电容法原理的露点仪比较合适,目前做的比较好的如美国菲美特的DPT500/600系列露点仪(纳米技术)、Michell的DM系列露点仪,其他如SHAW和国产品牌的在低湿度环境下面就不太适用了。
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。非凡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,从而使测暖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。点焊机
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聚核心而引起的。Suomi在实验中发现,假如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。
露点仪测量条件的选择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。非凡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,从而使测暖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”。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聚核心而引起的。Suomi在实验中发现,假如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。
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