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西安綠能升華儀器儀表有限責任公司
西安綠能升華儀器儀表有限責任公司
閱讀：5059發布時間：2014-12-19
| 西安綠能升華儀器儀表有限責任公司(www.xalnsh.com)依據多年行業經驗收集并總結：
儀器測量原理 濕度測量儀器從原理上可分為冷鏡式、*吸收電解式、氧化鋁電容式、薄膜電容式、電阻式、干濕球、機械式。其中*吸收電解式微水儀、氧化鋁電容式露點儀一般用于低濕范圍的測量，而電阻式、干濕球、機械式濕度計只能用于相對濕度的測量，冷鏡式、薄膜電容式（芬蘭Vaisala公司）濕度計則不僅能用于低濕的測量，還能用于中高濕，即相對濕度的測量。上述各種原理的儀器各有其優缺點。其中冷鏡式露點儀是zui準確、zui可靠、zui基本的測量方法，被廣泛地用于標準傳遞，但其缺點是價格比較昂貴，并需要有經驗的人操作及保養。
冷鏡式露點儀 測量原理 被測濕氣進入露點測量室時掠過冷鏡面，當鏡面溫度高于濕氣的露點溫度時，鏡面呈干燥狀態，此時光電檢露裝置中光源發出的光照在鏡面上，幾乎*反射，由光電傳感器感應到并輸出光電信號，經控制回路比較、放大、驅動熱電泵（半導體制冷器），對鏡面致冷。當鏡面溫度降至濕氣露點溫度時，鏡面上開始結露（霜），光照在鏡面上出現漫反射，光電傳感器感應到的反射信號隨之減弱，此變化經控制回路比較、放大后調節熱電泵激勵，使其制冷功率適當減小，zui后，鏡面溫度保持在樣氣露點溫度上。鏡面溫度由一緊貼在冷鏡面下方的鉑電阻溫度傳感器感應，并顯示在顯示窗上。 目前世界上生產冷鏡式露點儀的公司，例如美國的GE、Edgetech、瑞士的MBW等公司均是采用這一原理，英國的MICHELL則是采用雙光路檢測系統，即同時對反射光及散射光進行檢測，芬蘭Vaisala則是利用聲波作檢測系統。 在測量過程中，隨著溫度的降低，被測氣體中的水汽接近飽和狀態，由于引力作用，水分子吸附在鏡面上形成一層薄薄的水膜。這是形成露的*階段。當鏡面溫度繼續下降時，水膜的厚度逐漸增加，這是形成露的第二階段。在這一階段內，自由表面對水分子的引力與水膜的表面張力之間的力量對比開始發生變化，后者的影響逐漸起支配作用。此時冷卻表面上的任何不穩定的因素，例如鏡面上的微小傷痕等，都會使水膜縮聚成液滴。隨著鏡面溫度的進一步下降，露滴開始出現，通過顯微鏡可以看到孤立生長而且分布不規則的露滴，然后露層以很快的速度在表面上擴散，此時可以認為液-汽平衡開始，即達到露點。 應用范圍 露點儀的測量范圍較廣，目前英國MICHELL及瑞士MBW公司開發的一系列露點儀的測量范圍已達到-95℃~70℃，可以滿足絕大多數的測量要求。 優缺點 優點：屬基本測量，測量準確，并且儀器比較穩定無漂移，目前準確度zui高的儀器可達±0.1℃。 缺點：價格較高，對操作人員的要求較高，并需進行維護。對污染物敏感。在-20℃~0℃范圍內有時會有過冷水存在，因此要特別小心區分過冷水和霜?！?/span>
氧化鋁電容式濕度計 測量原理 該儀器形式繁多，例如便攜式電池操作的、帶微處理器可進行數據處理的、顯示多參數的等等。但其本質是一個電容器，通過將一薄層孔狀的氧化鋁沉積在導電的基體上，然后再在氧化鋁薄層上涂敷一層薄金。導電基體和金薄層就形成電容器的電極。水蒸氣穿過金薄層被孔狀的氧化鋁吸收，這個電容器的阻抗與水分子個數，即水汽分壓成一定的比例。通過測量該電容器的阻抗或電容可獲得水汽分壓，通過換算可得到露點值。 應用范圍 在中高濕范圍其準確度一般為±1~±2℃，低濕范圍，比如-100℃時，準確度一般為±2~±3℃。該類傳感器不與烴類氣體、CO、CO2、含氯氟烴氣體發生反應，但對于不同的氣體其漂移不同。對于某些腐蝕性氣體，例如氨、SO3以及氯，則會損壞傳感器，因此應盡量避免。 注意事項 這類儀器通常的測量范圍為-110℃~+20℃。當被測露點較高時，會使得儀器產生較大的漂移。同時還需注意溫度系數。由于其對水汽分壓產生響應，因此應注意測量時氣體總壓的變化。 應避免灰塵、油污，測量時氣體流量較大，一般為3~5（L/min），甚至更大。 優缺點 優點：較寬的響應范圍，從1μL/L（ppmv）到80%RH，可以遠程安裝，可以現場使用，相對穩定，響應較快，溫度系數較小，與流量變化無關，對水分有較高的選擇性，可以在較寬的溫度和壓力范圍內使用，日常維護量較小，體積小。 缺點：該方法是間接測量，在較高的溫度下操作或某些氣體會引起漂移，受腐蝕性氣體的影響，必須定期校準以克服老化、滯后及污染。由于響應值非線性，因此需對每只傳感器進行校準，不能通用。
*吸收電解法微量水份儀 測量原理 用連續取樣的方法，使氣樣流經一個特殊結構的電解池，其水分被作為吸濕劑的五氧化二磷層吸收，并被電解為氫氣和氧氣排出，而五氧化二磷得以再生。反應過程可表示為： 合并上式得 2H2O=2H2+O2 當吸收和電解達成平衡后，進入電解池的水分全部被五氧化二磷膜層吸收，并全部被電解。若已知環境溫度、環境壓力和氣樣流量，根據法拉第電解定律和氣體定律可推導出水的電解電流與氣樣含水量之間的關系. 由此可知，電解電流的大小正比于氣樣中的含水量，因此可通過測量水的電解電流來測量氣樣中的含水量。在標準大氣壓和20℃條件下，一理想氣體以100ml/min的流量流經電解池，當氣樣含水量為1μL/L （ppmv）時，由上式計算出電解電流為13.4µA。這類儀器一般以ppmv為單位，可直接讀取氣樣中水分含量的ppmv值。 由于鉑電極的催化作用，水的電解反應系一可逆過程，所以當被測氣樣為氫氣、氧氣或含有足量的氫氧時，平衡向左移動，已經電解生成的氫和氧中有一部分復合生成水，繼而又進行二次電解，使總的電解電流值偏高，此即“氫效應”和“氧效應”，或統稱“復合效應”。實驗表明，使用該儀器測定這一類氣樣的含水量時，讀數將偏高幾個至十幾個ppmv，但此偏差集中反應在本底值上，故可以扣除。 注意事項 依據實驗得知，氣體的濕度μL/L （ppmv）是根據氣體流量及電解電流計算得出來的，因此氣體的流量必須準確控制與測量。這類儀器一般使用浮子流量計，在20℃，1atm下，用空氣進行標定。假如使用時的條件不是標準條件，例如是在另外的溫度和壓力下，或被測氣體不是空氣，則需針對被測氣體進行重新標定，或根據校正因子進行校正。 應用范圍 測量范圍一般為從幾個μL/L （ppmv）到2000μL/L （ppmv），準確度一般為讀數的5%或滿量程的1%。可以用于多種惰性氣體，某些不與P2O5反應的有機及無機氣體。例如空氣、氮氣、氫氣、氧氣、氬氣、氦氣、氖氣、一氧化碳、二氧化碳、六氟化硫、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、天然氣以及某些氟里昂氣體等。不能用于某些腐蝕性氣體以及能與P2O5發生反應的氣體，例如乙醇、某些酸性氣體、不飽和烴類氣體。 優缺點 優點：屬測量法，穩定，不漂移。 缺點：電解池壽命有限，需要再生。高濕或低濕（<1ppmv）均會縮短其壽命。低濕時響應慢。對氣體流量要求較高。不能用于某些腐蝕性氣體以及能與P2O5發生反應的氣體。有本底。
西安綠能升華儀器儀表有限責任公司(www.xalnsh.com)依據多年行業經驗收集并總結： 電阻式濕度計 測量原理 其敏感材料是以季銨鹽的聚合物溶液作基體，將這種功能基與樹脂聚合物進行反應，可以產生具有立體三維的熱固性樹脂，具有較好的穩定性。相對濕度的變化可以導致陰極與陽極之間的電阻發生變化。 優缺點 優點：基本上沒有滯后和老化，溫度系數較低，便宜，能耗小。溫度范圍-10℃~80℃，重復性優于0.5%RH，準確度較高，一般為±2%RH，在很窄的范圍內可達±1%RH。 缺點：是間接測量儀器，需定期校準，不適用于某些污染物，如果在較寬的溫度范圍內使用需進行溫度補償，比電容式傳感器響應慢，對污染物敏感。不適用于低濕，相對濕度低于15%RH時喪失靈敏度，但當相對濕度接近100%RH時仍具有較好的性能，但冷凝有時會損壞傳感器。 有些污染物對電阻式傳感器影響較大，有些則對電容式傳感器影響較大，因此選擇傳感器時主要是根據污染物的性質。
薄膜電容式濕度計 測量原理 是使用沉積在兩個導電電極上的聚胺鹽或醋酸纖維聚合物薄膜。當薄膜吸水或失水后，會改變兩個電極間的介電常數。目前還有一種技術是使用耐高溫的熱固性聚合物，可使得這類傳感器在高于100℃的情況下進行連續測量。 應用范圍 其測量范圍較廣，從-50℃~100℃露點?？捎糜谳^廣的溫度范圍內，有時不需要溫度補償。耐高溫的熱固性樹脂允許這類電容式濕度傳感器可以在溫度185℃下進行連續測量，zui高使用溫度取決于傳感器的包裝材料。對于熱固性樹脂的傳感器來說，其另一個優點是在-50℃~100℃溫度范圍內，溫度系數較小，因此可以很容易地在很寬的范圍內達到準確測量。 所有的相對濕度傳感器都對溫度敏感，假如在一個溫度下進行校準，在另外溫度下使用時會帶來誤差。聚合物傳感器的一個優點就是它們對溫度的依賴性較小，即溫度系數較小。因此當使用溫度與校準溫度不同時，其誤差較小。如果在極限溫度下使用，或對準確度要求較高，則需進行電子溫度補償。當溫度跨度小于50℃時，進行溫度補償較容易。當溫度范圍再寬時，進行溫度補償則有些困難。但是現代的聚合物傳感器可以在很窄的范圍內準確度達到±1%RH，在很寬的溫度和濕度范圍內可以達到±3%RH。使用一段時間后，或被污染后，需進行重新校準。 優缺點 優點：響應快，溫度及濕度測量范圍寬，線性好，幾乎沒有滯后，穩定性及重復性較好，溫度系數低，成本低。 缺點：間接測量儀器，需定期校準，對某些污染物敏感，不能在腐蝕性的環境下工作；盡管很低，仍具有溫度依賴性。
機械式濕度計 測量原理 毛發、腸膜、尼龍和聚酰亞胺等有機高分子材料的長度都會隨著相對濕度的變化而發生變化。機械式濕度計就是利用這一特性，將上述材料制成線狀、帶狀感濕元件或涂覆在彈性材料上卷成游絲狀感濕元件，然后通過機械放大裝置將由濕度改變引起的幾何量變化用指針指示出來或用記錄筆記錄下來，從而直接指示相對濕度。適用于實驗室、機房、倉庫、廠房等室內環境溫濕度的測量。 優缺點 優點：便宜，對大多數污染物不敏感，不需要電源，可以做*記錄。 缺點：漂移，如果在某一濕度下使用較長的時間會喪失其靈敏度，不能用于0℃以下，響應慢，運輸或振動搖擺會破壞其性能。
西安綠能升華儀器儀表有限責任公司依據多年行業經驗收集并總結： 干濕球濕度計 測量原理 干濕球濕度計由兩支規格*相同的溫度計組成，一支稱為干球溫度計，溫泡暴露在被測氣體中，用以測量環境溫度，示值用Ta(ta)表示。另一支為濕球溫度計，其溫泡用特制紗布包裹，紗布套要保持濕潤。當濕球周圍的空氣處于不飽和狀態時，濕球紗布套上的水分就會不斷蒸發，由于水分蒸發需要吸收熱量，從而使濕球的溫度下降，其示值用Tw(tw)表示。濕球水分蒸發的速度與其周圍氣體的水分含量有關，當氣體濕度越低時，水分蒸發越快，濕球溫度亦越低，反之亦然。獲得準確的干、濕球溫度后，借助于濕球方程換算出濕度值。 由于其簡單及低成本，在過去相當長的一段時間內，干濕球濕度計是使用zui多的一種類型。 一個設計及維護較好的濕度計，在溫度5℃~80℃范圍內，若溫度準確度為±0.2℃，相對濕度的準確度約為±3%RH。這種原理的濕度計的準確度依賴于溫度計的準確度。對于某些的測量，經常使用鉑電阻溫度計?？偲饋碚f，干濕球濕度計是基本測量法，如果使用經過校準的溫度計，并且正確操作，例如阿斯曼濕度計，可以得到準確的、可靠的、可重復的測量結果。因此在過去這種濕度計經常被用做標準。但是許多操作者，特別是在工業領域，沒有足夠的精力和時間，因此得到的結果是不準確的，也是不可靠的，目前干濕球濕度計正逐漸被現代儀器所代替。 優缺點 優點：當相對濕度接近100%RH時，可以得到較高的準確度。盡管若濕球溫度計被污染或使用不當時會帶來誤差，但由于該裝置比較簡單，使得維修費用非常低?？梢杂糜谑覝馗哂?00℃的場合，是基本測量，穩定性好，簡單，便宜，成本低。 缺點：需要某些技巧以得到準確的測量結果，并需要進行計算才能得到zui終結果。要求大量的氣體樣品，并且氣體樣品有可能被濕紗布加濕。當被測氣體的相對濕度低于15%RH時，要想使濕球溫度得到足夠的降低很困難。當濕球溫度低于0℃時，很難得到可靠的結果。由于要不斷地給濕球溫度計補充水，因此體積不可能太小。由于灰塵、油性物質或其它污染物會污染紗布，或者水流動不足，都會導致濕球溫度偏高，zui終導致的相對濕度結果偏高。另外對結果產生影響的因素還有溫度測量誤差、風速、輻射誤差等。在20℃時，干濕球溫度差的誤差為0.1℃時，相對濕度的誤差為1%RH。 西安綠能升華儀器儀表有限責任公司專業研發生產氣體分析儀,氧分析儀,露點儀,紅外分析儀及定制化煙氣分析儀,承接各類儀表OEM，分析系統定制，歡迎客戶咨詢選購。 |
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