露點測量儀測量中應該注意的若干問題 1、鏡面污染對露點測量的影響 在露點測量儀露點測量中，鏡面污染是一個突出的問題，其影響主要表現(xiàn)在兩個方面;一是拉烏爾效應，二是改變鏡面本底放射水平。拉烏爾效應是由水溶性物質(zhì)造成的。如果被測氣體中攜帶這種物質(zhì)（一般是可溶性鹽類）則鏡面提前結(jié)露，使測量結(jié)果產(chǎn)生正偏差。若污染物是不溶于水的微粒，如灰塵等，則會增加本底的散射水平，從而使光電露點儀發(fā)生零點漂移。此外，一些沸點比水低的容易冷凝的物質(zhì)（例如有機物）的蒸氣，不言而喻將對露點的測量產(chǎn)生干擾。因此，無論任何一種類型的露點儀都應防止污染鏡面。一般說來，工業(yè)流程氣體分析污染的影響是比較嚴重的。但即使是在純氣的測量中鏡面的污染亦會隨時間增加而積累。 2、露點測量儀測量條件的選擇 在露點儀的設計中要著重考慮直接影響結(jié)露過程熱質(zhì)交換的各種因素，這個原則同樣適用于自動化程度不太高的露點儀器操作條件的選擇。這里主要討論鏡面降溫速度和樣氣流速問題。 被測氣體的溫度通常都是室溫。因此當氣流通過露點室時必然要影響體系的傳熱和傳質(zhì)過程。當其它條件固定時，加大流速將有利于氣流和鏡面之間的傳質(zhì)。特別是在進行低霜點測量時，流速應適當提高，以加快露層形成速度，但是流速不能太大，否則會造成過熱問題。這對制冷功率比較小的熱電制冷露點儀尤為明顯。流速太大還會導致露點室壓力降低而流速的改變又將影響體系的熱平衡。所以在露點測量中選擇適當?shù)牧魉偈潜匾?，流速的選擇應視制冷方法和露點室的結(jié)構(gòu)而定。一般的流速范圍在0.4——0.7L﹒min-1之間。為了減小傳熱的影響，可考慮在被測氣體進入露點室之前進行預冷處理。 在露點測量中鏡面降溫速度的控制是一個重要問題，對于自動光電露點儀是由設計決定的，而對于手控制冷量的露點儀則是操作中的問題。因為冷源的冷卻點、測溫點和鏡面間的熱傳導有一個過程并存在一定的溫度梯度。所以熱慣性將影響結(jié)露（霜）的過程和速度，給測量結(jié)果帶來誤差。這種情況又隨使用的測溫元件不同而異，例如由于結(jié)構(gòu)關(guān)系，鉑電阻感溫元件的測量點與鏡面之間的溫度梯度比較大，熱傳導速度也比較慢，從而使測溫和結(jié)露不能同步進行。而且導致露層的厚度無法控制。這對目視檢露來說將產(chǎn)生負誤差。 另一個問題是降溫速度太快可能造成“過冷”。我們知道，在一定條件下，水汽達到飽和狀態(tài)時，液相仍然不出現(xiàn)，或者水在零度以下時仍不結(jié)冰，這種現(xiàn)象稱為過飽和或“過冷”。對于結(jié)露（或霜）過程來說，這種現(xiàn)象往往是由于被測氣體和鏡面非常干凈，乃至缺少足夠數(shù)量的凝結(jié)核心而引起的。Suomi在實驗中發(fā)現(xiàn)，如果一個高度拋光的鏡面并且其干凈程度合乎化學要求，則露的形成溫度要比真實的露點溫度低幾度。 過冷現(xiàn)象是短暫的，共時間長短和露點或霜點溫度有關(guān)。這種現(xiàn)象可以通過顯微鏡觀察出來。解決的辦法之一是重復加熱和冷卻鏡面的操作，直到這種現(xiàn)象消除為止。另一個解決辦法是直接利用過冷水的水汽壓數(shù)據(jù)。并且這樣作恰恰與氣象系統(tǒng)低于零度時的相對濕度定義相吻合。 由上可見，無論是從熱慣性或過冷現(xiàn)象來考慮，降溫速度都不宜太快，如果超過合理范圍，則降溫速度愈快，熱慣性也愈大，露點測量的誤差就愈大，也越容易出現(xiàn)過冷。*降溫速度一般通過實驗來確定。 3、低霜點測量中的問題 霜點計或稱低霜點濕度計是微量水測中為數(shù)不多的zui有效的手段之一，但是在測量中有些問題必須給予充分的注意。 首先是影響檢測的霜層厚度問題。在低含水量的情況下，霜層很薄，變化也慢，增加了檢霜的困難，如霜點低于-65℃時，鏡面上水分子移動性減小;結(jié)晶速度響應下降，從霜層的出現(xiàn)到相對穩(wěn)定需要一定時間。霜點溫度越低，困難也越大，測量誤差也迅速增加。研究表明，當霜點接近-85℃時鏡面上形成藍色絲狀結(jié)晶的薄霜。在這個溫度附近霜層質(zhì)量密度大約是10 -8g.min-2，相當于一個分子層的厚度，由此可見，在更低的霜點溫度下測量是難以進行的。 另一個是過冷問題，這種現(xiàn)象容易在高空探測中發(fā)生。在低濕下，由于冰的結(jié)晶過程比較緩慢，往往在達到霜點溫度時霜層還未出現(xiàn)。當溫度繼續(xù)降低，水開始結(jié)冰，在過飽和狀態(tài)下霜層迅速形成。但此時的飽和水汽壓不是冰而應該是過冷水的飽和水汽壓。如上所述，由于過冷現(xiàn)象，霜點測量誤差有時高達幾度。因此低霜點測量中要特別小心，保持足夠長的平衡時間。 4、測量要考慮時漂和溫漂 在實際使用中，由于塵土、油污及有害氣體的影響，使用時間一長，電子式濕度傳感器會產(chǎn)生老化，精度下降，電子式濕度傳感器年漂移量一般都在±2%左右甚至更高。一般情況下，生產(chǎn)廠商會標明1次標定的有效使用時間為1年或2年，到期需重新標定。 傳感器需要進行遠距離信號傳輸時，要注意信號的衰減問題，電纜的延伸距離盡量不大于50米，信號線的延長會影響測量精度，所以露點儀在校準時，也必須考慮到電纜伸長度對傳輸信號的影響。 5、露點的其他影響因素 露點傳感器是非密封性的，為保護測量的準確度和穩(wěn)定性，應盡量避免在酸性、堿性及含有機溶劑的氣氛中使用。也避免在粉塵較大的環(huán)境中使用。為正確反映被測空間的濕度，還應避免將傳感器安放在離墻壁太近或空氣不流通的死角處。如果被測的房間太大，就應放置多個傳感器。有的露點傳感器對供電電源要求比較高，否則將影響測量精度。或者傳感器之間相互干擾，甚至無法工作。使用時應按照技術(shù)要求提供合適的、符合精度要求的供電電源或及時更換電池。 |
