分析上海露點(diǎn)儀的工作原理

    現(xiàn)今測(cè)量露點(diǎn)普遍采用的方法有三種：  

    *種，在測(cè)濕領(lǐng)域有60年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，其利用聚合物薄膜開(kāi)發(fā)的專門用于測(cè)量低露點(diǎn)的傳感器DRYCAP性能穩(wěn)定，不受凝結(jié)水、大多數(shù)化學(xué)物質(zhì)的影響，并且由于使用DRYCAP的上海露點(diǎn)儀采用了零點(diǎn)自動(dòng)校準(zhǔn)，增益回歸兩項(xiàng)技術(shù)使得露點(diǎn)測(cè)量范圍寬，精度高，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好，性價(jià)比。  

    第二種，冷鏡法，金屬氧化物法和聚合物法。冷鏡法可以在很寬的測(cè)量范圍內(nèi)取得較高的精度，但由于它的光學(xué)測(cè)量原理的局限性使其極易受鏡面污染物和灰塵的影響從而影響精度并且不易區(qū)分霜點(diǎn)及露點(diǎn)，為克服上述缺點(diǎn)，測(cè)量系統(tǒng)往往附加許多額外設(shè)備鏡面清洗、防護(hù)等功能，造成整套設(shè)備比較昂貴，此種測(cè)量方法往往用于精度要求*且具有良好的操作、維護(hù)的條件，如實(shí)驗(yàn)室，對(duì)于大多數(shù)在線測(cè)量則維護(hù)成本較高。  

    第三種，金屬氧化物傳感器，包括AL2O3傳感器用于工業(yè)過(guò)程控制中的低露點(diǎn)測(cè)量，正確使用時(shí)可以測(cè)得很低的露點(diǎn)，缺點(diǎn)是長(zhǎng)期穩(wěn)定性差，由于測(cè)濕敏器件本身造成的漂移使得頻繁的標(biāo)定工作*，傳感器不能在線標(biāo)定，大多數(shù)情況下要送到原廠標(biāo)定且標(biāo)定成本較高，這將會(huì)影響日后的準(zhǔn)確測(cè)量、正常生產(chǎn)，增大維護(hù)、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(wú)法恢復(fù)。  

    溫濕度傳感器由兩部分組成：電容型聚合物薄膜測(cè)濕傳感器及電阻型測(cè)溫傳感器，測(cè)濕傳感器測(cè)量被測(cè)氣體中的水分子，從而測(cè)出相對(duì)濕度;測(cè)溫傳感器測(cè)量測(cè)濕傳感器的表面濕度，儀器內(nèi)置的微處理從這兩個(gè)參數(shù)計(jì)算出露點(diǎn)。測(cè)濕、測(cè)溫傳感器通過(guò)金屬膜背靠背緊密靠近，這樣一方面使得測(cè)溫傳感器能夠準(zhǔn)確測(cè)得濕度傳感器所處溫度，另一方面通過(guò)金屬膜的作用大大減小了由于外部電場(chǎng)作用產(chǎn)生的感應(yīng)電容，從而提高了測(cè)量精度，在低濕情況下，它的反應(yīng)時(shí)間為40-240秒，取決于濕度變化方向和大小，測(cè)量高濕時(shí)反應(yīng)時(shí)間較短。儀器的耐溫范圍為-40-+180度，承壓范圍為0-20bar.其本身耐腐蝕性也極為突出，對(duì)于堿性和弱酸性氣體有較好的適應(yīng)，通常在低濕的情況下，相對(duì)薄膜濕敏傳感器要得到+2度的露點(diǎn)精度所能測(cè)得的zui低露點(diǎn)為-9度，應(yīng)用Vaisal的傳感器及自動(dòng)校準(zhǔn)技術(shù)，在保證+2度露點(diǎn)溫度精度的同時(shí)可測(cè)得的zui低露點(diǎn)為-60度，在精度稍低的情況下可達(dá)到-80度的露點(diǎn)，這是因?yàn)樽孕?zhǔn)技術(shù)使得準(zhǔn)確的相對(duì)濕度測(cè)量成為可能。在自校準(zhǔn)過(guò)程中，測(cè)溫電阻將探頭加溫到高于環(huán)境溫度10度后自然冷卻，在冷卻過(guò)程中儀器測(cè)量實(shí)時(shí)溫度和相對(duì)濕度。從公式RH=RH0+PW/PWS中(其中RH為儀器測(cè)量值。RH0為直線在Y軸上截距。PW為此刻待測(cè)氣體中水氣分壓，假設(shè)是一定值。PWS為飽和水氣壓值。1/PWS為、溫度的函數(shù))可見(jiàn)由幾組不同溫度時(shí)的RH、1/PWS值可推出一擬合直線，并推出該擬合直線在Y軸上的截距RH?即溫度無(wú)窮高時(shí)，傳感器所測(cè)相對(duì)溫度偏移開(kāi)零點(diǎn)的值。  

    在確定RH0后即可進(jìn)行準(zhǔn)確的RH計(jì)算，從而準(zhǔn)確計(jì)算出露點(diǎn)，當(dāng)相對(duì)濕度低于10%時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行自校準(zhǔn)功能，此時(shí)上次的輸出參數(shù)被鎖定，校準(zhǔn)后系統(tǒng)即可輸出測(cè)量值。自校準(zhǔn)功能也可以以時(shí)間間隔方式啟動(dòng)(通常為6小時(shí))。如果在校準(zhǔn)過(guò)程中溫度或露點(diǎn)測(cè)量值不穩(wěn)定，即環(huán)境影響降溫過(guò)程或假設(shè)的PW為一常數(shù)條件不滿足，自校準(zhǔn)功能將會(huì)在設(shè)定的時(shí)間間隔后又一次執(zhí)行，依次類推，直至溫度和露點(diǎn)溫度穩(wěn)定后才輸出真實(shí)露點(diǎn)。通過(guò)的DRYCAP硬件設(shè)計(jì)及自動(dòng)校準(zhǔn)軟件使得準(zhǔn)確測(cè)量低濕露點(diǎn)得以實(shí)現(xiàn)。由于某些化學(xué)物質(zhì)氣體分子長(zhǎng)期聚集在濕敏器件內(nèi)部會(huì)影響測(cè)量精度。為保證準(zhǔn)確測(cè)量，開(kāi)發(fā)出增益回歸軟件，其工作過(guò)程為在零點(diǎn)自動(dòng)校準(zhǔn)軟件執(zhí)行前執(zhí)行增益回歸功能，將DRYCAP傳感器升溫到160度使其內(nèi)部聚集的化學(xué)物質(zhì)氣體分子蒸發(fā)，從而保證了準(zhǔn)確測(cè)量。同時(shí)這一方法排除了油污聚集影響反應(yīng)時(shí)間的困擾。DRYCAP濕敏器件不怕冷凝水，發(fā)生冷凝后自然風(fēng)干則不影響正常使用，但風(fēng)干時(shí)需將儀器取出，這會(huì)影響其他工作的正常進(jìn)行，為了防止此類情況的頻繁發(fā)生，在上海露點(diǎn)儀中還附有一保護(hù)功能，即當(dāng)時(shí)濕度意外升高到80%RH上時(shí)，測(cè)溫傳感器馬上對(duì)濕敏器件加熱以減小局部相對(duì)濕度從而避免飽和水汽形成。通過(guò)使用這一客戶友好功能使得停工率大幅降低，從而提高了生產(chǎn)效率。上海露點(diǎn)儀出廠設(shè)置為-80+20度露點(diǎn)對(duì)應(yīng)4~20MA，但客戶通過(guò)軟件修改可使任意量程范圍內(nèi)參數(shù)，如：-60~~+5度露點(diǎn)或-75~~+15度等對(duì)應(yīng)4-20MA輸出，從而大大方便了后級(jí)級(jí)聯(lián)控制。所有上海露點(diǎn)儀使用一段時(shí)間后都會(huì)發(fā)生漂移，大多數(shù)上海露點(diǎn)儀客戶是不能自己作校正的，只能頻繁地送到廠家花費(fèi)一定的財(cái)力及時(shí)間作校正，為了方便客戶使用，上海露點(diǎn)儀都能使客戶在自己能找到標(biāo)準(zhǔn)濕度的情況下，通過(guò)MacrisoftWindows中的公用軟件自己作校正，大大節(jié)省了費(fèi)用和時(shí)間，保證了正常測(cè)量。通過(guò)多項(xiàng)技術(shù)的使用，確保了上海露點(diǎn)儀在各行業(yè)的長(zhǎng)期穩(wěn)定使用。這些就是上海露點(diǎn)儀的工作原理和方法。