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探討高精度冷鏡式露點儀的基本原理
更新時間:2019-06-04  |  點擊率:2364
   探討高精度冷鏡式露點儀的基本原理
  一定體積的氣體在恒定的壓力下均勻降溫時,氣體和氣體中水分的分壓保持不變,直至氣體中的水分達(dá)到飽和狀態(tài),該狀態(tài)下的溫度就是氣體的露點。通常是在氣體流經(jīng)的測定室中安裝鏡面及其附件,通過測定在單位時間內(nèi)離開和返回鏡面的水分子數(shù)達(dá)到動態(tài)平衡時的鏡面溫度來確定氣體的露點。
  一定的氣體濕度對應(yīng)一個露點溫度。因此測定氣體的露點溫度就可以測定氣體的濕度。由露點溫度可以得到濕度,由露點溫度和所測氣體的溫度則可以得到氣體的相對濕度。
  高精度冷鏡式露點儀直接給出的量值是露點溫度,確切地說應(yīng)為“熱力學(xué)露點溫度”。世界氣象組織采用的定義是壓力為P,混合比為r的濕空氣的熱力學(xué)露點溫度Td,是指在給定的壓力下,濕空氣被水飽和時的溫度。在這個溫度下,濕空氣的飽和混合比rw等于給定的混合比r。
  被測氣體在恒定的壓力下,以一定的流速掠過逐漸冷卻的金屬鏡面。當(dāng)金屬鏡面冷卻到某一溫度時,鏡面處氣體中的水分達(dá)到飽和而在鏡面上結(jié)露(或霜),此時的鏡面溫度就是露點溫度。對于結(jié)露,可以采用目視法或者通過光電系統(tǒng)的作用進(jìn)行判斷。目視法方便簡單但不夠,光電法則準(zhǔn)確的多,而且可以進(jìn)行連續(xù)自動測定,自動化程度較高,因此目前市面上的露點儀基本均采用光電法判斷結(jié)露。當(dāng)光電系統(tǒng)已判斷鏡面出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象時,利用熱電偶準(zhǔn)確的測定此時鏡面的溫度,即為露點溫度Td,從而即可得知被測氣體中的水分含量。
  注意高精度冷鏡式露點儀所使用的管道和測量腔室應(yīng)選用憎水性強的材料,不銹鋼是棒的選擇,其次為聚四氟乙烯、銅和聚乙烯等,應(yīng)盡量避免使用尼龍或橡膠材質(zhì)的管道進(jìn)行露點測量。此外,管道和腔室內(nèi)壁應(yīng)盡量保證光潔干凈。
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