露點(diǎn)分析儀的分析原理及檢測(cè)方法

露點(diǎn)儀的幾種工作方法和工作原理 

    濕度測(cè)量?jī)x器從原理上可分為冷鏡式、完全吸收電解式、氧化鋁電容式、薄膜電容式、電阻式、干濕球、機(jī)械式。其中完全吸收電解式微水儀、氧化鋁電容式露點(diǎn)儀一般用于低濕范圍的測(cè)量，而電阻式、干濕球、機(jī)械式濕度計(jì)只能用于相對(duì)濕度的測(cè)量，冷鏡式、薄膜電容式（Vaisala）濕度計(jì)則不僅能用于低濕的測(cè)量，還能用于中高濕，即相對(duì)濕度的測(cè)量。

    上述各種原理的儀器各有其優(yōu)缺點(diǎn)。其中冷鏡式露點(diǎn)儀是最準(zhǔn)確、最可靠、最基本的測(cè)量方法，被廣泛地用于標(biāo)準(zhǔn)傳遞，但其缺點(diǎn)是價(jià)格比較昂貴，并需要有經(jīng)驗(yàn)的人操作及保養(yǎng)。 

1.鏡面式露點(diǎn)儀 不同水份含量的氣體在不同溫度下的鏡面上會(huì)結(jié)露。采用光電檢測(cè)技術(shù)，檢測(cè)出露層并測(cè)量結(jié)露時(shí)的溫度，直接顯示露點(diǎn)。鏡面制冷的方法有：半導(dǎo)體制冷、液氮制冷和高壓空氣制冷。鏡面式露點(diǎn)儀采用的是直接測(cè)量方法，在保證檢露準(zhǔn)確、鏡面制冷高效率和精密測(cè)量結(jié)露溫度前提下，該種露點(diǎn)儀可作為標(biāo)準(zhǔn)露點(diǎn)儀使用。目前國(guó)際上最高精度達(dá)到±0.1℃，目前世界上生產(chǎn)冷鏡式露點(diǎn)儀的公司，例如美國(guó)的GE、Edgetech、瑞士的MBW等公司均是采用這一原理，英國(guó)的MICHELL則是采用雙光路檢測(cè)系統(tǒng)，即同時(shí)對(duì)反射光及散射光進(jìn)行檢測(cè)。國(guó)產(chǎn)一般精度可達(dá)到±0.5℃以?xún)?nèi)。 

2.電傳感器式露點(diǎn)儀 采用親水性材料或憎水性材料作為介質(zhì)，構(gòu)成電容或電阻，在含水份的氣體流經(jīng)后，介電常數(shù)或電導(dǎo)率發(fā)生相應(yīng)變化，測(cè)出當(dāng)時(shí)的電容值或電阻值，就能知道當(dāng)時(shí)的氣體水份含量。建立在露點(diǎn)單位制上設(shè)計(jì)的該類(lèi)傳感器，構(gòu)成了電傳感器式露點(diǎn)儀。目前國(guó)際上最高精度達(dá)到±1.0℃，一般精度可達(dá)到±3℃以?xún)?nèi)。 

3.電解法露點(diǎn)儀 利用五氧化二磷等材料吸濕后分解成極性分子，從而在電極上積累電荷的特性，設(shè)計(jì)出建立在絕對(duì)含濕量單位制上的電解法微水儀。目前國(guó)際上最高精度達(dá)到±1.0℃，一般精度可達(dá)到±3℃以?xún)?nèi)。但是由于電容法露點(diǎn)儀存在探頭易“老化”、零點(diǎn)易漂移、同時(shí)對(duì)油脂的污染比較敏感等缺點(diǎn),我們使用電容法在線露點(diǎn)儀的效果不理想,儀器在使用6個(gè)月甚至3個(gè)月時(shí)就發(fā)生零點(diǎn)漂移,需頻繁對(duì)露點(diǎn)儀探頭進(jìn)行校準(zhǔn),儀器維護(hù)成本增加。 

4.晶體振蕩式露點(diǎn)儀 利用晶體沾濕后振蕩頻率改變的特性，可以設(shè)計(jì)晶體振蕩式露點(diǎn)儀。這是一項(xiàng)較新的技術(shù)，自動(dòng)校準(zhǔn)、污染影響小、精度較高。常用于高純氣體的微水測(cè)量（ppbv和ppmv）。國(guó)外有相關(guān)產(chǎn)品，如英國(guó)MICHEL密析爾QMA2030但且成本較高。 

5.紅外露點(diǎn)儀 利用氣體中的水份對(duì)紅外光譜吸收的特性，可以設(shè)計(jì)紅外式露點(diǎn)儀。目前該儀器很難測(cè)到低露點(diǎn)，主要是紅外探測(cè)器的峰值探測(cè)率還不能達(dá)到微量水吸收的量級(jí)，還有氣體中其他成份含量對(duì)紅外光譜吸收的干擾。但這是一項(xiàng)很新的技術(shù)，對(duì)于環(huán)境氣體水份含量的非接觸式在線監(jiān)測(cè)具有重要的意義。 

6.半導(dǎo)體傳感器露點(diǎn)儀 每個(gè)水分子都具有其自然振動(dòng)頻率，當(dāng)它進(jìn)入半導(dǎo)體晶格的空隙時(shí)，就和受到充電激勵(lì)的晶格產(chǎn)生共振，其共振頻率與水的摩爾數(shù)成正比。水分子的共振能使半導(dǎo)體結(jié)放出自由電子，從而使晶格的導(dǎo)電率增大，阻抗減小。利用這一特性設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體露點(diǎn)儀可測(cè)到-100℃露點(diǎn)的微量水份。 

    隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們紛紛把光電技術(shù)、新材料技術(shù)、紅外技術(shù)、微波技術(shù)、微電子技術(shù)、光纖技術(shù)、聲波技術(shù)甚至納米技術(shù)應(yīng)用到氣體中水份的測(cè)量，使水份測(cè)量這一古老領(lǐng)域煥發(fā)出青春。 在測(cè)量原理上，山東新澤儀器有限公司技術(shù)人員對(duì)不同的傳感器進(jìn)行對(duì)比分析研究（如氧化鋁材料、氯化鋰材料、高分子材料和陶瓷材料）基礎(chǔ)上，采用不同的技術(shù)手段方式方法，陸續(xù)開(kāi)發(fā)出許多直接和間接測(cè)量氣體中微量水份儀器和設(shè)備，解決了不同領(lǐng)域和不同環(huán)境中的微水份測(cè)量問(wèn)題。