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露點儀的工作原理和方法

日期:2019-08-23 23:13
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摘要:
      露點儀的工作原理和方法如下:

    由于露點儀使用了增益回歸零點自動校准DRYCAP濕度傳感器三种砖利技术,从而在低濕或者腐蚀化学物质气体分子的环境下,露點儀也能准确地测量出相对濕度,并且计算出对应的露點。在測量高于負60度的露點時露點儀的精度保證在正負2度以內,精度稍低時,露點儀可達到-80露點。

      现今测量露点普遍采用的方法有三种:
     
**種,金屬氧化物傳感器,包括AL2O3傳感器用于工業過程控制中的低露點測量,正確使用時可以測得很低的露點,缺點是長期穩定性差,由于測濕敏器件本身造成的漂移使得頻繁的標定工作必不可少,傳感器不能在線標定,大多數情況下要送到原廠標定且標定成本較高,這將會影響日後的准確測量、正常生産,增大維護、工作量,而且金屬氧化物傳感器在高濕或冷凝的情況下一旦受損,其功能將無法恢複。

    第二种,冷鏡法,金屬氧化物法和聚合物法。冷鏡法可以在很寬的測量範圍內取得較高的精度,但由于它的光學測量原理的局限性使其極易受鏡面汙染物和灰塵的影響從而影響精度並且不易區分霜點及露點,爲克服上述缺點,測量系統往往附加許多額外設備提供鏡面清洗、防護等功能,造成整套設備比較昂貴,此種測量方法往往用于精度要求極高且具有良好的操作、維護的條件,如實驗室,對于大多數在線測量則維護成本較高。

    第三种,在測濕領域有60年的實踐經驗,其利用聚合物薄膜開發的專門用于測量低露點的傳感器DRYCAP性能穩定,不受凝結水、大多數化學物質的影響,並且由于使用DRYCAP的露點儀采用了零點自動校准,增益回歸两项砖利技术使得露点测量范围宽,精度高,长期稳定性好,性价比优良。

        DRYCAP溫濕度傳感器由兩部分組成:電容型聚合物薄膜測傳感器及電阻型測传感器,测濕传感器测量被测气体中的水分子,从而测出相对濕度;测溫传感器测量测濕传感器的表面濕度,仪器内置的微处理从这两个参数计算出露點。测濕、测溫传感器通过金属膜背靠背紧密靠近,这样一方面使得测溫传感器能够准确测得濕度傳感器所处溫度,另一方面通过金属膜的作用大大减小了由于外部电场作用产生的感应电容,从而提高了测量精度,在低濕情况下,DRYCAP的反應時間爲40-240秒,取决于濕度变化方向和大小,测量高濕时反应时间较短。DRYCAP的耐溫范围为-40-+180度,承壓範圍爲0-20bar.其本身耐腐蚀性也极为突出,对于碱性和弱酸性气体有较好的适应,通常在低濕的情况下,相对薄膜濕敏传感器要得到+2度的露點精度所能測得的*低露點爲-9度,應用VaisalDRYCAP傳感器及自動校准磚利技術,在保證+2度露点溫度精度的同时可测得的*低露点为-60度,在精度稍低的情况下可達到-80度的露点,这是因为自校准技术使得准确的相对濕度测量成为可能。在自校准过程中,测溫电阻将DRYCAP探头加溫到高于环境溫度10度後自然冷卻,在冷卻過程中儀器測量DRYCAP实时溫度和相对濕度。从公式RH=RH0+PW/PWS(其中RH爲儀器測量值。RH0爲直線在Y軸上截距。PW爲此刻待測氣體中水氣分壓,假設是一定值。PWS爲飽和水氣壓值。1/PWS为、溫度的函数)可见由几组不同溫度时的RH1/PWS值可推出一擬合直線,並推出該擬合直線在Y軸上的截距RH?即溫度无穷高时,传感器所测相对溫度偏移开零点的值。

在確定RH0後即可進行准確的RH计算,从而准确计算出露点,当相对濕度低于10%時,系統自動執行自校准功能,此時上次的輸出參數被鎖定,校准後系統即可輸出測量值。自校准功能也可以以時間間隔方式啓動(通常爲6小時)。如果在校准过程中溫度或露点测量值不稳定,即环境影响降溫过程或假设的PW为一常数条件不满足,自校准功能将会在设定的时间间隔后又一次执行,依次类推,直至溫度和露点溫度稳定后才输出真实露點。通过优良的DRYCAP硬件设计及自动校准软件使得准确测量低濕露点得以实现。由于某些化学物质气体分子长期聚集在濕敏器件内部会影响测量精度。为保证准确测量,开发出增益回歸软件,其工作过程为在零點自動校准软件执行前执行增益回歸功能,将DRYCAP传感器升溫到160度使其內部聚集的化學物質氣體分子蒸發,從而保證了准確測量。同時這一方法排除了油汙聚集影響反應時間的困擾。DRYCAP濕敏器件不怕冷凝水,发生冷凝后自然风干则不影响正常使用,但风干时需将仪器取出,这会影响其他工作的正常进行,为了防止此类情况的频繁发生,在DMT242露點儀中还附有一保护功能,即当时濕度意外升高到80%RH上时,测溫传感器马上对濕敏器件加热以减小局部相对濕度从而避免饱和水汽形成。通过使用这一客户友好功能使得停工率大幅降低,从而提高了男人世界网效率。露點儀出厂设置为-80+20度露點對應4~20MA,但客戶通過軟件修改可使任意量程範圍內參數,如:-60~~+5度露點或-75~~+15度等對應4-20MA输出,从而大大方便了后级级联控制。所有露點儀使用一段时间后都会发生漂移,大多数露點儀客户是不能自己作校正的,只能频繁地送到厂家花费一定的财力及时间作校正,为了方便客户使用,露點儀都能使客户在自己能找到标准濕度的情况下,通过Macrisoft Windows中的公用軟件自己作校正,大大節省了費用和時間,保證了正常測量。通過多項尖端技術的使用,確保了維薩拉公司(Vaisala)露點儀在各男人世界网的长期稳定**使用。这些就是露點儀的工作原理和方法。
文章來源:上海卓盼電子科技有限公司,轉載請注明來源。



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