露點測量儀測量中應(yīng)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(yīng)，二是改變鏡面本底放射水平。拉烏爾效應(yīng)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(yīng)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(yán)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(shè)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(dāng)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(dāng)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(jìn)行低霜點測量時，流速應(yīng)適當(dāng)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(dǎo)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(dāng)?shù)牧魉偈潜匾?，流速的選擇應(yīng)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(jìn)入露點室之前進(jìn)行預(yù)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(shè)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(dǎo)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(dǎo)速度也比較慢，從而使測溫和結(jié)露不能同步進(jìn)行。而且導(dǎo)致露層的厚度無法控制。這對目視檢露來說將產(chǎn)生負(fù)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(dá)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(xué)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(fù)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(yīng)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(dāng)霜點接近-85℃時鏡面上形成藍(lán)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(dāng)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(jìn)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(dá)到霜點溫度時霜層還未出現(xiàn)。當(dāng)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(yīng)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(dá)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(biāo)明1次標(biāo)定的有效使用時間為1年或2年，到期需重新標(biāo)定。 傳感器需要進(jìn)行遠(yuǎn)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(zhǔn)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(hù)測量的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性，應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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。 |
