露點(dian)儀為(wei)了(le)(le)要(yao)得到高質量的產(chan)品(pin)或設備(bei)正常(chang)地運行(xing),許多行(xing)業諸(zhu)如石化、電(dian)力、電(dian)子、航空(kong)航天、冶金、紡織(zhi)等(deng)對濕(shi)度測量的要(yao)求越來越高,因而,濕(shi)度測量已逐漸成為(wei)一個新興的技(ji)術領(ling)域,在(zai)86年我國(guo)正式成立(li)了(le)(le)濕(shi)度與水分(fen)專業委員(yuan)會(hui),并(bing)開展(zhan)了(le)(le)多次學術交流會(hui),濕(shi)度的一些計量檢定規程(cheng)也(ye)逐步建立(li)。根(gen)據有(you)關規程(cheng),濕(shi)度被定義為(wei)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)中的水蒸(zheng)氣(qi)(qi)含量,常(chang)用單位有(you):克/升(sheng),PPM,mmHg,露點(dian)及相對濕(shi)度等(deng)。習慣上(shang)以露點(dian)-20℃為(wei)界(jie)把所測氣(qi)(qi)體(ti)(ti)分(fen)為(wei)高濕(shi)度氣(qi)(qi)體(ti)(ti)與低濕(shi)度氣(qi)(qi)體(ti)(ti)(即微(wei)量水),這里重點(dian)介紹低濕(shi)度氣(qi)(qi)體(ti)(ti)的測量。
露點儀測量(liang)條件的選擇(ze)
在露(lu)點(dian)(dian)儀(yi)的(de)設計(ji)中要著重考慮(lv)直接影響結露(lu)過程熱質交換(huan)的(de)各(ge)種因素(su),這個原則同(tong)樣適用于(yu)自動化程度不太(tai)高(gao)的(de)露(lu)點(dian)(dian)儀(yi)器操作條件的(de)選擇。這里主(zhu)要討論(lun)鏡面(mian)降溫速(su)度和樣氣流(liu)速(su)問題。
1.被(bei)測氣體(ti)(ti)的(de)(de)溫度通(tong)常都是(shi)室(shi)溫。因(yin)此當(dang)氣流(liu)通(tong)過(guo)露(lu)(lu)(lu)點(dian)(dian)(dian)室(shi)時必(bi)(bi)然要(yao)影(ying)響體(ti)(ti)系的(de)(de)傳熱(re)(re)和(he)傳質過(guo)程(cheng)。當(dang)其它條件固定(ding)時,加(jia)大流(liu)速(su)(su)將有(you)利于氣流(liu)和(he)鏡面之間的(de)(de)傳質。特(te)別(bie)是(shi)在進行低霜點(dian)(dian)(dian)測量時,流(liu)速(su)(su)應適當(dang)提高,以加(jia)快露(lu)(lu)(lu)層形成(cheng)速(su)(su)度,但是(shi)流(liu)速(su)(su)不(bu)能太大,否則會(hui)造成(cheng)過(guo)熱(re)(re)問題。這對制冷(leng)功率比較(jiao)小(xiao)的(de)(de)熱(re)(re)電制冷(leng)露(lu)(lu)(lu)點(dian)(dian)(dian)儀尤為明顯。流(liu)速(su)(su)太大還會(hui)導致露(lu)(lu)(lu)點(dian)(dian)(dian)室(shi)壓(ya)力降低而流(liu)速(su)(su)的(de)(de)改變又將影(ying)響體(ti)(ti)系的(de)(de)熱(re)(re)平衡。所(suo)以在露(lu)(lu)(lu)點(dian)(dian)(dian)測量中選擇(ze)適當(dang)的(de)(de)流(liu)速(su)(su)是(shi)必(bi)(bi)要(yao)的(de)(de),流(liu)速(su)(su)的(de)(de)選擇(ze)應視(shi)制冷(leng)方法和(he)露(lu)(lu)(lu)點(dian)(dian)(dian)室(shi)的(de)(de)結構而定(ding)。一般的(de)(de)流(liu)速(su)(su)范圍(wei)在0.4~0.7L﹒min-1之間。為了減小(xiao)傳熱(re)(re)的(de)(de)影(ying)響,可考慮在被(bei)測氣體(ti)(ti)進入露(lu)(lu)(lu)點(dian)(dian)(dian)室(shi)之前進行預冷(leng)處理。
2.在露點(dian)(dian)測(ce)量中鏡(jing)面降溫(wen)(wen)速度(du)(du)(du)的(de)(de)控制(zhi)是一個重(zhong)要問題,對(dui)于自動光(guang)電(dian)露點(dian)(dian)儀(yi)是由(you)設計決定(ding)的(de)(de),而(er)(er)對(dui)于手控制(zhi)冷(leng)量的(de)(de)露點(dian)(dian)儀(yi)則是操作中的(de)(de)問題。因(yin)為冷(leng)源的(de)(de)冷(leng)卻(que)點(dian)(dian)、測(ce)溫(wen)(wen)點(dian)(dian)和(he)鏡(jing)面間的(de)(de)熱傳導(dao)有一個過程并存在一定(ding)的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)梯度(du)(du)(du)。所以熱慣性(xing)將影響結(jie)露(霜)的(de)(de)過程和(he)速度(du)(du)(du),給測(ce)量結(jie)果(guo)帶來誤(wu)差(cha)。這種情況又隨(sui)使用的(de)(de)測(ce)溫(wen)(wen)元件不同而(er)(er)異,例(li)如由(you)于結(jie)構關系,鉑(bo)電(dian)阻感溫(wen)(wen)元件的(de)(de)測(ce)量點(dian)(dian)與(yu)鏡(jing)面之間的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)梯度(du)(du)(du)比較大(da),熱傳導(dao)速度(du)(du)(du)也(ye)比較慢,從而(er)(er)使測(ce)溫(wen)(wen)和(he)結(jie)露不能同步進行(xing)。而(er)(er)且導(dao)致露層的(de)(de)厚度(du)(du)(du)無法控制(zhi)。這對(dui)目視檢露來說將產生負(fu)誤(wu)差(cha)。
3.另一(yi)個(ge)問題是(shi)(shi)降溫(wen)速度(du)(du)(du)太快可能造成“過(guo)冷(leng)(leng)”。我們知道(dao),在一(yi)定(ding)條件(jian)下,水(shui)汽達到(dao)(dao)飽和(he)狀態時(shi),液相(xiang)仍(reng)(reng)然不出(chu)現(xian)(xian),或(huo)者水(shui)在零度(du)(du)(du)以下時(shi)仍(reng)(reng)不結(jie)(jie)冰,這(zhe)種(zhong)(zhong)現(xian)(xian)象(xiang)(xiang)稱為過(guo)飽和(he)或(huo)“過(guo)冷(leng)(leng)”。對(dui)于結(jie)(jie)露 (或(huo)霜(shuang)(shuang))過(guo)程(cheng)來說,這(zhe)種(zhong)(zhong)現(xian)(xian)象(xiang)(xiang)往往是(shi)(shi)由于被測(ce)氣體和(he)鏡(jing)面非常干凈,乃至缺少足夠數(shu)量的(de)(de)凝(ning)結(jie)(jie)核心而引起(qi)的(de)(de)。Suomi在實(shi)驗(yan)中(zhong)發現(xian)(xian),如果一(yi)個(ge)高度(du)(du)(du)拋(pao)光的(de)(de)鏡(jing)面并且其干凈程(cheng)度(du)(du)(du)合乎化學要求,則露的(de)(de)形(xing)成溫(wen)度(du)(du)(du)要比真實(shi)的(de)(de)露點(dian)溫(wen)度(du)(du)(du)低幾(ji)度(du)(du)(du)。過(guo)冷(leng)(leng)現(xian)(xian)象(xiang)(xiang)是(shi)(shi)短暫的(de)(de),共時(shi)間長短和(he)露點(dian)或(huo)霜(shuang)(shuang)點(dian)溫(wen)度(du)(du)(du)有關。這(zhe)種(zhong)(zhong)現(xian)(xian)象(xiang)(xiang)可以通過(guo)顯微鏡(jing)觀察出(chu)來。解決的(de)(de)辦法之一(yi)是(shi)(shi)重復加熱和(he)冷(leng)(leng)卻鏡(jing)面的(de)(de)操(cao)作,直(zhi)(zhi)到(dao)(dao)這(zhe)種(zhong)(zhong)現(xian)(xian)象(xiang)(xiang)消除為止(zhi)。另一(yi)個(ge)解決辦法是(shi)(shi)直(zhi)(zhi)接利用過(guo)冷(leng)(leng)水(shui)的(de)(de)水(shui)汽壓數(shu)據。并且這(zhe)樣(yang)作恰恰與(yu)氣象(xiang)(xiang)系(xi)統低于零度(du)(du)(du)時(shi)的(de)(de)相(xiang)對(dui)濕(shi)度(du)(du)(du)定(ding)義相(xiang)吻(wen)合。