露點(diǎn)儀的設(shè)計(jì)應(yīng)重點(diǎn)考慮影響冷凝過程中熱交換和質(zhì)量交換的因素。本文主要討論了冷卻速度和試樣氣速。露點(diǎn)儀采用五氧化二磷等物質(zhì)吸附水分,分解成極性分子,在電極上積聚電荷。目前上高精度達(dá)到±1.0℃(露點(diǎn)溫度),一般精度可達(dá)到±3℃。
利用晶體潤濕后振動(dòng)頻率變化的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了振動(dòng)露點(diǎn)儀。這是一項(xiàng)相對較新的技術(shù),目前仍處于起步階段。國外也有相關(guān)產(chǎn)品,但精度較差,成本較高。露點(diǎn)儀可用于紅外露點(diǎn)儀的設(shè)計(jì)。目前,該儀器很難檢測到低露點(diǎn),主要原因是紅外探測器的峰值檢出率達(dá)不到微量水分吸收的水平,其他成分在氣體中的紅外光譜吸收干擾。但這是一項(xiàng)非常新的技術(shù),對環(huán)境氣體含水率的非接觸式在線監(jiān)測具有重要意義。
被測氣體的溫度通常為室溫。因此,當(dāng)氣流通過露點(diǎn)室時(shí),必然會(huì)影響系統(tǒng)的傳熱傳質(zhì)過程。在其他條件不變的情況下,增加流速有利于流體與鏡面之間的傳質(zhì)。特別是在低冰點(diǎn)測量時(shí),流量應(yīng)適當(dāng)增加,以加快暴露層的形成,但流量不能過大,否則會(huì)造成過熱問題。這對于制冷功率小的熱電制冷露點(diǎn)儀尤為明顯。流量過大也會(huì)導(dǎo)致露點(diǎn)室壓力降低,流量的變化會(huì)影響系統(tǒng)的熱平衡。因此,在露點(diǎn)測量中需要選擇合適的流量。正常流速范圍為0.4l ~ 0.7l hy min-1。為了降低傳熱效果,可以考慮在被測氣體進(jìn)入露點(diǎn)室前進(jìn)行預(yù)冷處理。
在露點(diǎn)測量中,鏡面冷卻速度的控制是一個(gè)重要問題,這是由自動(dòng)光電露點(diǎn)測定儀的設(shè)計(jì)和手動(dòng)露點(diǎn)測定儀的操作決定的。由于冷卻點(diǎn)、測溫點(diǎn)與鏡面之間存在導(dǎo)熱過程,且存在一定的溫度梯度。因此,熱慣性會(huì)影響露水(霜)的過程和速度,給測量結(jié)果帶來誤差。這種情況也隨所用的測溫元件而變化。例如,由于結(jié)構(gòu)關(guān)系,鉑電阻測溫元件測點(diǎn)與鏡面之間的溫度梯度較大,導(dǎo)熱速度較慢,使得測溫與冷凝無法同步進(jìn)行。此外,暴露層的厚度無法控制。這將為視覺檢查創(chuàng)建一個(gè)負(fù)的錯(cuò)誤。
另一個(gè)問題是過多的冷卻會(huì)導(dǎo)致“過冷”。我們知道,在一定條件下,當(dāng)水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí),仍然不出現(xiàn)液相,或者水在零度以下不結(jié)冰。這種現(xiàn)象被稱為過飽和或“過冷”。在露點(diǎn)形成(或結(jié)霜)過程中,這種現(xiàn)象往往是由于被測氣體和鏡子非常干凈,露點(diǎn)儀甚至缺少足夠數(shù)量的冷凝芯而造成的。在實(shí)驗(yàn)中,索米發(fā)現(xiàn),如果高度拋光的鏡子足夠干凈,能夠滿足化學(xué)要求,那么形成露點(diǎn)的溫度要比實(shí)際露點(diǎn)溫度低幾度。
過冷現(xiàn)象是一種瞬態(tài)現(xiàn)象,其持續(xù)時(shí)間與露點(diǎn)或霜點(diǎn)溫度有關(guān)。這種現(xiàn)象可以通過顯微鏡看到。一種解決辦法是重復(fù)加熱和冷卻鏡子的過程,直到消除這種現(xiàn)象。另一種解決方法是直接利用過冷水的蒸汽壓數(shù)據(jù)。這與零度以下天氣系統(tǒng)中相對濕度的定義非常吻合。
露點(diǎn)儀的工作過程基本如下:是測量氣體的露點(diǎn)測量室在冰冷的鏡子,鏡子,當(dāng)溫度高于露點(diǎn)溫度的氣體,鏡子在干燥狀態(tài),從鏡子上的發(fā)光二極管發(fā)出的光,反射,幾乎*由光電傳感器感應(yīng)光電信號和輸出控制電路,放大器,驅(qū)動(dòng)熱泵,鏡子表面冷卻,當(dāng)溫度下降的時(shí)候鏡子樣品氣體的露點(diǎn)溫度,開始凝結(jié)在鏡子上,漫反射后出現(xiàn)在鏡子上的光線,光電傳感器感應(yīng)反射光信號減弱,控制回路的變化是,擴(kuò)大熱泵,減少它的制冷能力,通過自動(dòng)控制使冰冷的鏡子上的露珠和水蒸氣在氣相平衡,凝結(jié)狀態(tài)觀測鏡,使用鏡子,判斷鏡子和冷凝霜露水是液體或固體,鏡面溫度由緊貼在寒冷的鏡子底部的鉑電阻溫度傳感器感應(yīng),準(zhǔn)確地測量溫度的鏡子,以便獲得氣體的露點(diǎn)溫度。
露點(diǎn)儀主要用于直接測量露點(diǎn)溫度,即在樣品潮濕空氣中冷卻鏡面,當(dāng)露點(diǎn)出現(xiàn)時(shí)立即測量鏡面平均溫度。其測量程度雖然高,但使用環(huán)境也有很高的要求,首先,它需要一塊鏡面光潔度高,其次還需要一套高溫度控制系統(tǒng),后還需要匹配的光學(xué)檢測系統(tǒng)具有很高的靈敏度,并確保樣品在使用空氣管路清潔,否則很容易引起測量誤差。
露點(diǎn)儀按測量精度可分為四大類:*濕度基準(zhǔn)儀、實(shí)驗(yàn)室分析儀、現(xiàn)場檢測儀和連續(xù)在線監(jiān)測儀。每個(gè)使用環(huán)境和測量數(shù)據(jù)都有不同的要求,客戶可以根據(jù)自己的實(shí)際使用情況進(jìn)行選擇。*濕度基準(zhǔn)儀主要用于對狀態(tài)良好的樣品氣體進(jìn)行高精度測量;實(shí)驗(yàn)室分析級儀器主要用于高精度測量,測量范圍廣?,F(xiàn)場檢測儀器以便攜式為主,測量精度高,但體積小,攜帶方便;連續(xù)在線監(jiān)測露點(diǎn)儀檢測精度低,但安裝調(diào)試方便,價(jià)格較低。
露點(diǎn)儀按測量精度可分為四大類:*濕度基準(zhǔn)儀、實(shí)驗(yàn)室分析儀、現(xiàn)場檢測儀和連續(xù)在線監(jiān)測儀。每個(gè)使用環(huán)境和測量數(shù)據(jù)都有不同的要求,客戶可以根據(jù)自己的實(shí)際使用情況進(jìn)行選擇。*濕度基準(zhǔn)儀主要用于對狀態(tài)良好的樣品氣體進(jìn)行高精度測量;實(shí)驗(yàn)室分析級儀器主要用于高精度測量,測量范圍廣?,F(xiàn)場檢測儀器以便攜式為主,測量精度高,但體積小,攜帶方便;連續(xù)在線監(jiān)測露點(diǎn)儀檢測精度低,但安裝調(diào)試方便,價(jià)格較低。