冷鏡式露點儀介紹

濕度測量儀器從原理上可分為冷鏡式、*吸收電解式、Al2O3電容式、薄膜電容式、電阻式、干濕球、機械式。其中*吸收電解式微水儀、Al2O3電容式露點儀一般用于低濕范圍的測量，而電阻式、干濕球、機械式濕度計只能用于相對濕度的測量，冷鏡式、薄膜電容式濕度計則不僅能用于低濕的測量，還能用于中高濕，即相對濕度的測量。上述各種原理的儀器各有其優(yōu)缺點。其中冷鏡式露點儀是zui準確、zui可靠、zui基本的測量方法，被廣泛地用于標準傳遞，但其缺點是價格比較昂貴，并需要有經(jīng)驗的人操作及保養(yǎng)。

冷鏡式露點儀

測量原理

被測濕氣進入露點測量室時掠過冷鏡面，當鏡面溫度高于濕氣的露點溫度時，鏡面呈干燥狀態(tài)，此時光電檢露裝置中光源發(fā)出的光照在鏡面上，幾乎*反射，由光電傳感器感應(yīng)到并輸出光電信號，經(jīng)控制回路比較、放大、驅(qū)動熱電泵，對鏡面致冷。當鏡面溫度降至濕氣露點溫度時，鏡面上開始結(jié)露（霜），光照在鏡面上出現(xiàn)漫反射，光電傳感器感應(yīng)到的反射信號隨之減弱，此變化經(jīng)控制回路比較、放大后調(diào)節(jié)熱電泵激勵，使其制冷功率適當減小，zui后，鏡面溫度保持在樣氣露點溫度上。鏡面溫度由一緊貼在冷鏡面下方的鉑電阻溫度傳感器感應(yīng)，并顯示在顯示窗上。

目前世界上生產(chǎn)冷鏡式露點儀的公司，例如英國MICHELL、芬蘭VAISALA、美國Edgetech等公司均是采用這一原理，英國的MICHELL則是采用雙光路檢測系統(tǒng)（產(chǎn)品），即同時對反射光及散射光進行檢測，芬蘭Vaisala則是利用聲波作檢測系統(tǒng)。

英國密析爾(MICHELL)儀表為zui大的濕度露點儀表生產(chǎn)廠家，在歐洲濕度檢測領(lǐng)域有過半的*，擁有超過35年的專業(yè)技術(shù)，開發(fā)一整套變送器、露點儀、校驗系統(tǒng)等產(chǎn)品，歐盟/美國國家標準實驗室全都是使用MICHELL產(chǎn)品作為標準儀器。我們英國密析爾(MICHELL)儀表在中國地區(qū)全程銷售技術(shù)提供商，咨詢產(chǎn)品。： ：http://www.obtck。。ｃｏｍ MICHELL生產(chǎn)的冷鏡式露點儀性價比高于其他產(chǎn)品，2008年推出S8000新型冷鏡式露點儀，已經(jīng)得到各大電網(wǎng)公司以及電力試驗研究所所使用。在高溫(例如+35度以上)情況下穩(wěn)定性由于其他牌子，能夠穩(wěn)定測量-60度露點。

在測量過程中，隨著溫度的降低，被測氣體中的水汽接近飽和狀態(tài)，由于引力作用，水分子吸附在鏡面上形成一層薄薄的水膜。這是形成露的*階段。當鏡面溫度繼續(xù)下降時，水膜的厚度逐漸增加，這是形成露的第二階段。在這一階段內(nèi)，自由表面對水分子的引力與水膜的表面張力之間的力量對比開始發(fā)生變化，后者的影響逐漸起支配作用。此時冷卻表面上的任何不穩(wěn)定的因素，例如鏡面上的微小傷痕等，都會使水膜縮聚成液滴。隨著鏡面溫度的進一步下降，露滴開始出現(xiàn)，通過顯微鏡可以看到孤立生長而且分布不規(guī)則的露滴，然后露層以很快的速度在表面上擴散，此時可以認為液-汽平衡開始，即達到露點。

鏡面結(jié)構(gòu)

鏡面應(yīng)憎水，具有良好的導(dǎo)熱性，還要耐磨、耐腐蝕，光學性能好。在過去曾使用金做鏡面，目前則主要使用銠做鏡面。

鏡面致冷

在過去曾使用過蒸發(fā)、機械致冷、液化氣體或干冰致冷、壓縮空氣致冷，目前zui常用的則是熱電致冷或熱電與機械致冷相結(jié)合（露點低于-60℃）。

熱電致冷又稱半導(dǎo)體致冷，帕爾貼致冷（來自其英文名稱Peltier）。其原理是當有一股直流電通過由兩種不同的金屬組成的NP元件時，熱量會從一種金屬傳遞到另一種金屬，正好與熱電偶測溫相反。因此當將帕爾帖的冷端與鏡面相連，其另一端作為散熱端時，便可將鏡面致冷。為了獲得不同程度的低溫可采用多級疊加的辦法。資料顯示，一般說來，假如室溫為25℃時，一級致冷時，冷熱端溫差可達55℃，二級致冷時冷熱端溫差可達75℃，四級致冷時冷熱端溫差可達105℃，五級致冷時冷熱端溫差可達120℃。不同公司的產(chǎn)品其致冷量也會有稍許的不同。熱端溫度越高，致冷效率越高，冷熱端溫差越大。為了降低冷端的溫度，通常會采用風冷、水冷及機械致冷來降低熱端的溫度。但也不是可以無限制地降低。需要注意的是其致冷能力并不能代表露點儀的測量范圍。露點儀的測量范圍的定義是鏡面上可以獲得穩(wěn)定的，具有一定厚度的露或霜層時鏡面的溫度，因此在一般的露/霜點下，其測量范圍一般比其致冷能力高5℃，在低霜點的情況下，一般高10℃~12℃。例如瑞士MBW公司生產(chǎn)的DP19露點儀，當室溫為10℃時，其zui低測量范圍為-60℃，當室溫為20℃時，其zui低測量范圍為-55℃，當室溫為35℃時，其zui低測量范圍為-45℃，英國MICHELL公司新產(chǎn)品S8000，當室溫為40℃時，其zui低測量范圍仍保持為-60℃，比較穩(wěn)定。由于氫氣及氦氣的熱導(dǎo)率較高，因此其測量范圍會縮小幾度。當被測氣體的壓力增大，其測量范圍也會縮小，對于空氣和氮氣來說，在高于常壓的情況下，每增加1個大氣壓，其測量范圍降低0.67℃左右。

測溫裝置

目前絕大部分采用四線制鉑電阻測溫。鉑電阻感溫元件在相當寬的溫度范圍內(nèi)阻值　和溫度近于線性關(guān)系，精度高，穩(wěn)定性好，輸出信號較強，便于數(shù)字顯示。

取樣管路

由于大氣中的水含量都很高，并且水分子為極性分子，極易吸咐在管路內(nèi)壁或透過管路。因此在測量時氣路系統(tǒng)一定要密封好，管壁厚度至少為1mm，以防止外界環(huán)境水分侵入引入滲漏。假如測量環(huán)境溫度變化較大時，應(yīng)再次檢查管路的密封。

如果被測氣體直接排放入大氣，應(yīng)考慮大氣中的水分向測量系統(tǒng)內(nèi)部擴散的問題。zui常用的辦法是在排氣口接上一段適當長度的管子，其長度和管徑以不影響測量腔的壓力為原則。取樣管路要盡量短，盡可能減少接頭的數(shù)量和避免“死空間"，以減少本底水分的干擾。取樣管路和測量腔內(nèi)壁力求干凈，光潔度要好，選用憎水性強的材料。從實驗結(jié)果我們可以得到如下選材順序：不銹鋼、PTFE、銅、聚乙烯，zui差的是尼龍和橡膠管，在低霜點測量中不應(yīng)使用。另外在低霜點測量時，盡管使用內(nèi)拋光的不銹鋼管，管子外徑一般為6mm或1/4英寸。露點儀測量濕度時，流量范圍一般為0.25L/min~1L/min。在這一范圍內(nèi)，流速的改變不會影響測量結(jié)果。

應(yīng)用范圍
露點儀的測量范圍較廣，目前英國MICHELL及瑞士MBW公司開發(fā)的一系列露點儀的測量范圍已達到-95℃~70℃，可以滿足絕大多數(shù)的測量要求。

優(yōu)缺點
優(yōu)點：屬基本測量，測量準確，并且儀器比較穩(wěn)定無漂移，目前準確度zui高的儀器可達±0.1℃。
缺點：對操作人員的要求較高。