冷镜式露点仪原理
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。镜面制冷的方法有:半导体制冷、液氮制冷和高压空气制冷。
被测湿气进入露点测量室时掠过冷镜面,当镜面温度湿气的露点温度时,镜面呈干燥状态,此时光电检露装置中光源发出的光照在镜面上,几乎完全反射,由光电传感器感应到并输出光电信号,经控制回路比较、放大、驱动热电泵,对镜面致冷。当镜面温度降至湿气露点温度时,镜面上开始结露(霜),光照在镜面上出现漫反射,光电传感器感应到的反射信号随之减弱,此变化经控制回路比较、放大后调节热电泵激励,使其制冷功率适当减小,后,镜面温度保持在样气露点温度上。镜面温度由一紧贴在冷镜面下方的铂电阻温度传感器感应,并显示在显示窗上。新能源公司仪器外校
湿度被定义为气体中水蒸气的含量,是一个重要的环境参数,常用单位有:克/升,PPM,mmHg,露点及相对湿度等。测量气体湿度的基本量是混合比,即水蒸气质量和干气质量之比,用重量法湿度计得以实现。但用重量法测量混合比技术难度大、操作繁琐,实际测量湿度量值大多数采用露点。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)。
大气中的水蒸气影响着自然界的物理、化学和生物过程。湿度影响气体的热、电、光和传递方面的特性。环境湿度还影响固体和液体材料中的水分含量,引起材料的尺寸变化,金属材料的腐蚀,甚至决定生物体的存亡。湿度测量和控制广泛应用于航空航天、微电子、原子能、石油化工、电力、气象、仓储等领域。鉴于湿度测量的重要性,各国都在不断更新改造其湿度标准。
冷镜式露点仪
冷镜式露点仪,利用热电制冷器冷却露点传感器的镜面或声表面波器件,使气体中的水蒸气在露点传感器的镜面上冷凝为露或霜,光电系统自动控制平衡,使镜面上的露或霜与气体中的水蒸气呈相平衡状态,用铂电阻温度计准确测量镜面上露层或霜层的温度,从而获得气体的露点温度。
该方法的主要优点是精度高,尤其在采用半导体制冷和光电检测技术后,不确定度甚至可达0.1℃;缺点是价格较高,对操作人员的要求较高,并需进行维护。对污染物敏感。响应速度较慢,尤其在露点-60℃以下,平衡时间甚至达几个小时。
该种露点仪可作为标准露点仪使用。目前国际上达到±0.1℃(露点温度),一般精度可达到±0.5℃以内。
目前世界上生产冷镜式露点仪的公司,例如美国的GE、Edgetech、瑞士的MBW等公司均是采用这一原理,英国的MICHELL则是采用双光路检测系统,即同时对反射光及散射光进行检测,芬兰Vaisala则是利用声波作检测系统。