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濕度測量的11種方法
發表時間:2019-05-14  |  點擊率:4880

    鏡面式:不同水份含量的氣體在不同溫度下的鏡面上會結露。采用光電檢測技術,檢測出露層并測量結露時的溫度,

  冷鏡式露點儀: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、鏡面制冷率和精密測量結露溫度前提下,該種露點儀可作為標準露點儀使用。

  電解法露點儀: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,設計出建立在含濕量單位制上的電解法微水份儀。

  晶體振蕩式露點儀:利用晶體沾濕后振蕩頻率改變的特性,可以設計晶體振蕩式露點儀。這是一項較新的技術,尚處于不十分成熟的階段。國外有相關產品,但精度較差且成本很高。

  紅外露點儀:利用氣體中的水份對紅外光譜吸收的特性,可以設計紅外式露點儀。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,對于環境氣體水份含量的非接觸式在線監測具有重要的意義。

  半導體傳感器: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生共振,其共振頻率與水的摩爾數成正比。水分子的共振能使半導體結放出自由電子,從而使晶格的導電率增大,阻抗減小。利用這一特性設計的半導體露點儀可測到-100℃露點的微量水份。

  重量法:是一種經典的測量方法。讓所測樣氣流經某一干燥劑,其所含水分被干燥劑吸收,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。該方法的優點是精度高,大允許誤差可達0.1%;缺點是具體操作比較困難,尤其是須得到足夠量的吸收水質量(一般不小于0.6克),這對于低濕度氣體尤其困難,須加大樣氣流量,結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。

  電解法:就是將干燥劑吸收的水分經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

  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,根據該晶體吸收水分質量不同時振動頻率不同的特點,讓樣氣和標準干燥氣流經該晶體,因而產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

  冷鏡法:也是一種經典的測量方法。讓樣氣流經露點冷鏡室的冷凝鏡,通過等壓制冷,使得樣氣達到飽和結露狀態(冷凝鏡上有液滴析出),測量冷凝鏡此時的溫度即是樣氣的露點。該方法的主要優點是精度高,尤其在采用半導體制冷和光電檢測技術后,不確定度甚至可達0.1℃;缺點是響應速度較慢,尤其在露點-60℃以下,平衡時間甚至達幾個小時,而且此方法對樣氣的清潔性和腐蝕性要求也較高,否則會影響光電檢測效果或產生偽結露造成測量誤差。

  阻容法:是一種不斷完善的濕度測量方法。利用一個高純鋁棒,表面氧化成一層超薄的氧化鋁薄膜,其外鍍一層多空的網狀金膜,金膜與鋁棒之間形成電容,由于氧化鋁薄膜的吸水特性,導致電容值隨樣氣水分的多少而改變,測量該電容值即可得到樣氣的濕度。該方法的主要優點是測量量程可更低,甚至達-100℃,另一突出優點是響應速度非???,從干到濕響應一分鐘可達90%,因而多用于現場和快速測量場合;缺點是精度較差,不確定度多為±2~3℃。老化和漂移嚴重,使用3~6個月須校準。

 

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