露點儀測量條件的怎樣選擇
計中要著重考慮直接影響結(jié)露過程熱質(zhì)交換的各種因素，這個原則同樣適用于自動化程度不太高的露點儀器操作條件的選擇。這里主要討論鏡面降溫速度和樣氣流速問題。 被測氣體的溫度通常都是室溫。因此當氣流通過露點室時必然要影響體系的傳熱和傳質(zhì)過程。當其它條件固定時，加大流速將有利于氣流和鏡面之間的傳質(zhì)。特別是在進行低霜點測量時，流速應(yīng)適當提高，以加快露層形成速度，但是流速不能太大，否則會造成過熱問題。這對制冷功率比較小的熱電制冷露點儀尤為明顯。流速太大還會導致露點室壓力降低而流速的改變又將影響體系的熱平衡。所以在露點測量中選擇適當?shù)牧魉偈潜匾�，流速的選擇應(yīng)視制冷方法和露點室的結(jié)構(gòu)而定。一般的流速范圍在0.4~0.7L﹒min-1之間。為了減小傳熱的影響，可考慮在被 測氣體進入露點室之前進行預(yù)冷處理。 在露點測量中鏡面降溫速度的控制是一個重要問題，對于自動光電露點儀是由設(shè)計決定的，而對于手控制冷量的露點儀則是操作中的問題。因為冷源的冷卻點、測溫點和鏡面間的熱傳導有一個過程并存在一定的溫度梯度。所以熱慣性將影響結(jié)露(霜)的過程和速度，給測量結(jié)果帶來誤差。這種情況又隨使用的測溫元件不同而異，例如由于結(jié)構(gòu)關(guān)系，鉑電阻感溫元件的測量點與鏡面之間的溫度梯度比較大，熱傳導速度也比較慢，從而使測溫和結(jié)露不能同步進行。而且導致露層的厚度無法控制。這對目視檢露來說將產(chǎn)生負誤差。 另一個問題是降溫速度太快可能造成“過冷”。我們知道，在一定條件下，水汽達到飽和狀態(tài)時，液相仍然不出現(xiàn)，或者水在零度以下時仍不結(jié)冰，這種現(xiàn)象稱為過飽和或“過冷”。對于結(jié)露 (或霜)過程來說，這種現(xiàn)象往往是由于被測氣體和鏡面非常干凈，乃至缺少足夠數(shù)量的凝結(jié)核心而引起的。Suomi在實驗中發(fā)現(xiàn)，如果一個高度拋光的鏡面并且其干凈程度合乎化學要求，則露的形成溫度要比真實的露點溫度低幾度。 過冷現(xiàn)象是短暫的，共時間長短和露點或霜點溫度有關(guān)。這種現(xiàn)象可以通過顯微鏡觀察出來。解決的辦法之一是重復加熱和冷卻鏡面的操作，直到這種現(xiàn)象消除為止。另一個解決辦法是直接利用過冷水的水汽壓數(shù)據(jù)。并且這樣作恰恰與氣象系統(tǒng)低于零度時的相對濕度定義相吻合。 由上可見，無論是從熱慣性或過冷現(xiàn)象來考慮，降溫速度都不宜太快，如果超過合理范圍，則降溫速度愈快，熱慣性也愈大，露點測量的誤差就愈大，也越容易出現(xiàn)過冷。最佳降溫速度一般通過實驗來確定
露點儀大全一、露點儀
1. 鏡面式露點儀
不同水份含量的氣體在不同溫度下的鏡面上會結(jié)露。采用光電檢測技術(shù)，檢測出露層并測量結(jié)露時的溫度，直接顯示露點。鏡面制冷的方法有：半導體制冷、液氮制冷和高壓空氣制冷。鏡面式露點儀采用的是直接測量方法，在保證檢露準確、鏡面制冷高效率和精密測量結(jié)露溫度前提下，該種露點儀可作為標準露點儀使用。目前國際上最高精度達到±0.1℃(露點溫度)，一般精度可達到±0.5℃以內(nèi)。
2. 電傳感器式露點儀
采用親水性材料或憎水性材料作為介質(zhì)，構(gòu)成電容或電阻，在含水份的氣體流經(jīng)后，介電常數(shù)或電導率發(fā)生相應(yīng)變化，測出當時的電容值或電阻值，就能知道當時的氣體水份含量。建立在露點單位制上設(shè)計的該類傳感器，構(gòu)成了電傳感器式露點分析儀。目前國際上最高精度達到±1.0℃(露點溫度)，一般精度可達到±3℃以內(nèi)。
3. 電介法露點儀
利用五氧化二磷等材料吸濕后分解成極性分子，從而在電極上積累電荷的特性，設(shè)計出建立在絕對含濕量單位制上的電解法微水份儀。目前國際上最高精度達到±1.0℃(露點溫度)，一般精度可達到±3℃以內(nèi)。
4. 晶體振蕩式露點儀
利用晶體沾濕后振蕩頻率改變的特性，可以設(shè)計晶體振蕩式露點儀。這是一項較新的技術(shù)，目前尚處于不十分成熟的階段。國外有相關(guān)產(chǎn)品，但精度較差且成本很高。
5. 紅外露點儀
利用氣體中的水份對紅外光譜吸收的特性，可以設(shè)計紅外式露點儀。目前該儀器很難測到低露點，主要是紅外探測器的峰值探測率還不能達到微量水吸收的量級，還有氣體中其他成份含量對紅外光譜吸收的干擾。但這是一項很新的技術(shù)，對于環(huán)境氣體水份含量的非接觸式在線監(jiān)測具有重要的意義。
6. 半導體傳感器露點儀
每個水分子都具有其自然振動頻率，當它進入半導體晶格的空隙時，就和受到充電激勵的晶格產(chǎn)生共振，其共振頻率與水的摩爾數(shù)成正比。水分子的共振能使半導體結(jié)放出自由電子，從而使晶格的導電率增大，阻抗減小。利用這一特性設(shè)計的半導體露點儀可測到-100℃露點的微量水份。
二、市場上流行的幾種微量水測量方法及露點儀選型
重量法：是一種經(jīng)典的測量方法。讓所測樣氣流經(jīng)某一干燥劑，其所含水分被干燥劑吸收，精確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(yōu)點是精度高，最大允許誤差可達0.1%；缺點是具體操作比較困難，尤其是必須得到足夠量的吸收水質(zhì)量(一般不小于0.6克)，這對于低濕度氣體尤其困難，必須加大樣氣流量，結(jié)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(guān)鍵是怎樣精確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。
A.電解法：就是將干燥劑吸收的水分經(jīng)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，典型的是美國Edgetech 公司的1-C型微水儀和杜邦公司的M303及國產(chǎn)的USI系列產(chǎn)品。
B.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(jù)該晶體吸收水分質(zhì)量不同時振動頻率不同的特點，讓樣氣和標準干燥氣流經(jīng)該晶體，因而產(chǎn)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(yōu)點，且使用前勿須干燥。典型代表儀器是美國AMETEK公司的560B。
露點儀測量條件及注意事項
在露點儀的設(shè)計中要著重考慮直接影響結(jié)露過程熱質(zhì)交換的各種因素，這個原則同樣適用于自動化程度不太高的露點儀器操作條件的選擇。這里主要討論鏡面降溫速度和樣氣流速問題。 被測氣體的溫度通常都是室溫。因此當氣流通過露點室時必然要影響體系的傳熱和傳質(zhì)過程。當其它條件固定時，加大流速將有利于氣流和鏡面之間的傳質(zhì)。特別是在進行低霜點測量時，流速應(yīng)適當提高，以加快露層形成速度，但是流速不能太大，否則會造成過熱問題。這對制冷功率比較小的熱電制冷露點儀尤為明顯。流速太大還會導致露點室壓力降低而流速的改變又將影響體系的熱平衡。在露點測量中鏡面降溫速度的控制是一個重要問題，對于自動光電露點儀是由設(shè)計決定的，而對于手控制冷量的露點儀則是操作中的問題。因為冷源的冷卻點、測溫點和鏡面間的熱傳導有一個過程并存在一定的溫度梯度。所以熱慣性將影響結(jié)露(霜)的過程和速度，給測量結(jié)果帶來誤差。這種情況又隨使用的測溫元件不同而異，例如由于結(jié)構(gòu)關(guān)系，鉑電阻感溫元件的測量點與鏡面之間的溫度梯度比較大，熱傳導速度也比較慢，從而使測溫和結(jié)露不能同步進行。而且導致露層的厚度無法控制。這對目視檢露來說將產(chǎn)生負誤差。 另一個問題是降溫速度太快可能造成“過冷”。我們知道，在一定條件下，水汽達到飽和狀態(tài)時，液相仍然不出現(xiàn)，或者水在零度以下時仍不結(jié)冰，這種現(xiàn)象稱為過飽和或“過冷”。對于結(jié)露 (或霜)過程來說，這種現(xiàn)象往往是由于被測氣體和鏡面非常干凈，乃至缺少足夠數(shù)量的凝結(jié)核心而引起的。由上可見，無論是從熱慣性或過冷現(xiàn)象來考慮，降溫速度都不宜太快，如果超過合理范圍，則降溫速度愈快，熱慣性也愈大，露點測量的誤差就愈大，也越容易出現(xiàn)過冷。最佳降溫速度一般通過實驗來確定。
隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，各行各業(yè)對各種氣體的要求越來越高，特別是氣體中微量水分的測量就顯得更加重要。 露點法是一種古老的溫度測量方法、隨著電子技術(shù)的發(fā)展，露點技術(shù)趨于完善�，F(xiàn)代的光點露點儀采用熱電制冷，并且可以自動補償零點和連續(xù)跟蹤測量露點。露點儀建立在可靠的理論基礎(chǔ)上，具有準確度高，測量范圍寬的特點，其準確度僅次于重量法濕度計。因此，它不僅是一種工作儀器，而且也是長期以來普遍采用的標準儀器。露點儀廣泛用于工業(yè)過程和實驗室的溫度測量與控制，以及氣體行業(yè)中水分指標測量等。在現(xiàn)代溫度測量技術(shù)中占有相當重要的位置。 如何正確使用露點儀以及在實際測量中應(yīng)注意的問題：
1． 鏡面的污染對露點測量的影響 在露點測量中，鏡面污染是一個突出的問題，特別是工業(yè)流程氣體分析污染的影響是比較嚴重的，但即使是在純氣體的測量中鏡面的污染亦會隨時間的增加而積累。為了消除污染的影響，最直觀的方法是對被測氣體進行過濾。同時根據(jù)具體情況定期或隨時清洗鏡面。此外，通過對鏡面的加熱，并通氣吹除污染雜物，在污染比較明顯的情況下也可以多次重復進行節(jié)露和消露過程來實現(xiàn)。
2． 低霜點測量中的問題 露點儀是微量水測量中為數(shù)不多的最有效的手段之一。但是在測量中有些問題必須給予充分的注意。首先是影響檢測的霜層厚度問題。] 在低含水量的情況下，霜層很薄，變化也慢，增加了檢霜的困難，如露點低于-65℃，鏡面上水分子移動性很小，結(jié)晶速度相應(yīng)下降，從霜層的出現(xiàn)到相對穩(wěn)定需要一定時間。霜點溫度越低，困難越大，測量誤差也迅速增加。由此可見，在更低的霜點溫度下測量是難以進行的。 另一個是過程問題，這種現(xiàn)象容易在高空探測中發(fā)生。 在低溫下，由于冰的結(jié)晶過程緩慢，往往在達到霜點溫度時霜層還未出現(xiàn)，當溫度繼續(xù)降低，水開始結(jié)冰，在過飽和狀態(tài)下霜層迅速形成。但此時的飽和水氣壓不是冰而應(yīng)該是過冷水的飽和水氣壓，如上所述，由于過冷現(xiàn)象，霜點測量誤差有時高達幾度，因此，低霜點測量要特別小心，保持足夠長的平衡時間。除上所述還需注意下列幾個問題。
氣路系統(tǒng)一定要密封性好，以防止外界環(huán)境水分往里滲漏 。
如果被測氣體直接排放入大氣，應(yīng)考慮大氣中的水分向測量系統(tǒng)內(nèi)部擴散的問題，最常用的辦法時在排氣口接上一段適當長的管子，其長度個管徑以不影響測量腔的壓力為原則。
取樣管要盡量短，盡量減少接頭的數(shù)量和避免“死空間”，以減少本底水分的干擾。
取樣管道要選用滲水性強的材料，如不銹鋼，聚四氟乙烯等。
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