露点仪编辑

日期:2020-01-09     浏览:17    
0露点仪简介
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。
中文名
露点仪
外文名
Dew point instrument
别    名
dew-point meter
别    名
dew point hygrometer
拉丁文名
Ros apparet Meter
1露点仪简介
在冬天,我们会看到一种常见现象,由于室外温度较低,室内较湿热的空气会在窗玻璃上结露,使窗玻璃模
糊一片。假如我们再仔细观测并研究下去,如果在室内开启除湿器,把室内的湿气逐步去除,那么尽管室外还是同样的温度,而我们会发现窗玻璃上的露水会慢慢消去,窗玻璃重又露出透明光洁的本质。假如这时室外温度下降了,那么温度降到一定程度时,尽管除湿器已使室内空气十分干燥,但在窗玻璃上仍会出现模糊的露层。这一现象说明,玻璃上的结露温度与玻璃所在的环境气氛的含水量有关,进一步研究发现,这关系是一一对应关系,即每一个结露温度(我们称之为露点温度)对应环境气氛的一个含水量值。露点可以简单地理解为使气体中水蒸汽含量达到饱和状态的温度,是表示气体绝对湿度的方式之一;由此可见,露点温度是度量气体水份含量的一种单位制。露点分析仪就是基于这种单位制而测量气体中绝对水份含量的仪器。
综上所述,露点仪测量的对象离不开气体,而相应的气体不外乎三个用途:动力气体、介质气体和环境气体
动力气体作为一种动力源,供给气动仪表和气动设备,广泛应用于工业领域和有特殊防爆要求的工业现场。
介质气体作为一种工艺介质,或参与工艺反应,或作为保护性气体,或作为标准气体,广泛地应用于现代工业中相应的生产过程中环境气体作为一种工艺环境,广泛地应用民用工业和军事工业的相关工艺环境中。
露点仪为了要得到高质量的产品或设备正常地运行,许多行业诸如石化、电力、电子、航空航天、冶金、纺织等对湿度测量的要求越来越高,因而,湿度测量已逐渐成为一个新兴的技术领域,在86年我国正式成立了湿度与水分专业委员会,并开展了多次学术交流会,湿度的一些计量检定规程也逐步建立。根据有关规程,湿度被定义为气体中的水蒸气含量,常用单位有:克/升,PPM,mmHg,露点及相对湿度等。习惯上以露点-20℃为界把所测气体分为高湿度气体与低湿度气体(即微量水),这里重点介绍低湿度气体的测量。
2露点仪湿度测量
3露点仪选择仪器
露点仪(湿度仪器)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。
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。
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)。
4)连续在线监测:如果精度要求不太高,可选用阻容法仪器。
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。
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。
4露点仪测量注意
镜面污染对露点测量的影响
在露点测量中,镜面污染是一个突出的问题,其影响主要表现两个方面;一是拉乌尔效应,二是改变镜面本底放射水平。拉乌尔效应是由水溶性物质造成的。如果被测气体中携带这种物质(一般是可溶性盐类)则镜面提前结露,使测量结果产生正偏差。若污染物是不溶于水的微粒,如灰尘等,则会增加本底的散射水平,从而使光电露点仪发生零点漂移。此外,一些沸点比水低的容易冷凝的物质(例如有机物)的蒸气,不言而喻将对露点的测量产生干扰。因此,无论任何一种类型的露点仪都应防止污染镜面。一般说来,工业流程气体分析污染的影响是比较严重的。但即使是在纯气的测量中镜面的污染亦会随时间增加而积累。
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。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。
 
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