介紹露點儀要從“水”說起水。
分子式H2O,是我們所居住的地球上分布面積*廣的物質(zhì)。除了海、江河、湖泊,我們生活的大氣環(huán)境中也富含氣狀的水,稱之為水蒸汽。水同時滲透在各種性狀的物質(zhì)中,固體中含有水份,液體中含有水,粉狀物體會吸水,生物體內(nèi)含有水份,而氣體中更含有不同含量的水份。
各種性狀的物質(zhì)含有水份的多少,往往會影響到物質(zhì)的性能、用途、品質(zhì)和儲存。例如,工藝用氣的含水量會影響到產(chǎn)品的電絕緣性能和工藝性態(tài);動力用氣的含水量會影響到氣動儀表和設備的使用壽命。
究其原因,主要是H2O是一種性能極為活潑的物質(zhì),容易與其他物質(zhì)發(fā)生化學反應,自身也易于分解成氧化性強的物質(zhì)我們通常把環(huán)境大氣中的含水量稱為相對濕度,而對于工業(yè)氣體中的水份含量,則用露點溫度或PPm值來表示。
露點分析儀簡稱露點儀,是一種測量氣體中水份含量的儀器。測量氣體中水份含量的重要性氣源是僅次于電源的一種動力源,氣源同時還是一種重要的工藝介質(zhì),這種雙重身份使氣體在工業(yè)基礎中充當了重要的角色。
作為動力源的氣體,通常是壓縮空氣,它由不同功率的空氣壓縮機所產(chǎn)生的。從成份上而言,壓縮空氣具有一般空氣的所有成份,同時經(jīng)過空壓機這上等程后,壓縮空氣含有油份塵粒水份,并具有較高的溫度和壓力。
動力氣源推動的一般為二種對象:氣動設備和氣動儀表。在化工、石化、紡織、電力、冶金、制藥、生物工程和生產(chǎn)中有許多重要環(huán)節(jié)不容許用電力設備和電動儀表,而只能使用氣動設備和氣動儀表。
氣動儀表和氣動設備一般對動力氣源都有嚴格的要求,例如降溫、減壓、除油、除塵、干燥等,為了達到這些要求,人們采用了一系列后處理設備,以達到凈化壓縮空氣的目的。在標準氣體領域,由于標準氣體作為一種標準物質(zhì),直接作為產(chǎn)品指標的比對物質(zhì)或校正物質(zhì),對標準氣體的微水份含量必須加以確認。而含有不同水份的氮氣本身就可作為工業(yè)級的水份標準氣體使用因此,在上述領域中,一般都需要對微水份含量加以監(jiān)測
在冬天,我們都會看到這樣一種現(xiàn)象,由于室外溫度較低,室內(nèi)較濕熱的空氣會在窗玻璃上結(jié)露,使窗玻璃模糊一片。我們再仔細觀測并研究下去,如果在室內(nèi)開啟除濕器,把室內(nèi)的濕氣逐步去除,那么盡管室外還是同樣的溫度,而我們會發(fā)現(xiàn)窗玻璃上的露水會慢慢消去,窗玻璃重又露出透明光潔的本質(zhì)。假如這時室外溫度下降了,那么溫度降到一定程度時,盡管除濕器已使室內(nèi)空氣十分干燥,但在窗玻璃上仍會出現(xiàn)模糊的露層。
這一現(xiàn)象說明,玻璃上的結(jié)露溫度與玻璃所在的環(huán)境氣氛的含水量有關,進一步研究發(fā)現(xiàn),這關系是一一對應關系,即每一個結(jié)露溫度(我們稱之為露點溫度)對應環(huán)境氣氛的一個含水量值。由此可見,露點溫度是度量氣體水份含量的一種單位制。
露點分析儀就是基于這種單位制而測量氣體中優(yōu)良水份含量的儀器綜上所述,露點儀測量的對象離不開氣體,而相應的氣體不外乎三個用途:動力氣體、介質(zhì)氣體和環(huán)境氣體動力氣體作為一種動力源,供給氣動儀表和氣動設備,廣泛應用于工業(yè)領域和有特殊防爆要求的工業(yè)現(xiàn)場。
介質(zhì)氣體作為一種工藝介質(zhì),或參與工藝反應,或作為保護性氣體,或作為標準氣體,廣泛地應用于現(xiàn)代工業(yè)中相應的生產(chǎn)過程中環(huán)境氣體作為一種工藝環(huán)境,廣泛地應用民用工業(yè)和工業(yè)的相關工藝環(huán)境中。露點儀就是應用在上述三大類氣體需要監(jiān)測水份含量的場合
露點比較通俗易理解的定義是當將氣體等壓冷卻降溫時,氣體容納水的能力減弱,氣體中的水分由氣相變?yōu)橐合鄰臍怏w中凝析出來時的溫度定義為露點溫度。
氣體中的露點測量有多種方法,比如電參數(shù)法(包括氧化鋁濕敏元件,高分子有機薄膜濕敏元件)、P2O5吸收電解、冷鏡法(基于露點溫度的物理定義來進行測量)、光學、石英振蕩等方法。各種方法各有其優(yōu)缺點。氧化鋁作濕敏元件的露點儀(又稱為濕度儀)其電信號(阻抗值)與氣體中的水汽分壓成一定關系,也就是說與氣體的露點呈直接的對應關系,濕度的其它表示單位均是基于露點這一結(jié)果再計算得了。
總而言之,由于氣體中的水分含量范圍較寬,從幾萬個ppm,到ppb水平,并且水汽分壓不能象氣體總壓一樣的直接測量,又不能象溫度一樣的做非接觸測量,因此比較難測,并且由于需溯源至溫度或壓力,或其它基本量,因此其準確度很難做到象溫度測量的mk級。加之大氣中含有大量的水分,對測量結(jié)果會帶來影響,因此露點(濕度)的測量比較困難。