露点仪原理及产品选型

本文主要从露点仪的湿度测量的几种基本方法入手，分析了各自的优缺点和几款具代表性的仪器，我们重点从露点仪原理、性能、价格、适用条件和操作的方便程度上向用户介绍如何选用合适的仪器。

随着我国经济的高速发展，为了要得到高质量的产品或设备正常地运行，许多行业诸如石化、电力、电子、航空航天、冶金、纺织等对湿度测量的要求越来越高，因而，湿度测量已逐渐成为一个新兴的技术领域，在86年我国正式成立了湿度与水分委员会，并开展了多次学术交流会，湿度的一些计量检定规程也逐步建立。根据有关规程，湿度被定义为气体中的水蒸气含量，常用单位有：克/升，PPM，mmHg，露点及相对湿度等。习惯上以露点-20℃为界把所测气体分为高湿度气体与低湿度气体(即微量水)，这里重点介绍低湿度气体的测量。

湿度测量方法

根据国标GB11605-89《湿度测量方法》所著，湿度测量共有七种方法，这里不一一赘述。本文重点对市场*行的几种微量水测量方法及露点仪选型重新归类并简单介绍如下：

1.冷镜法：

也是一种经典的测量方法。让样气流经露点冷镜室的冷凝镜，通过等压制冷，使得样气达到饱和结露状态(冷凝镜上有液滴析出)，测量冷凝镜此时的温度即是样气的露点。该方法的主要优点是精度高，尤其在采用半导体制冷和光电检测技术后，不确定度甚至可达0.1℃;缺点是响应速度较慢，尤其在露点-60℃以下，平衡时间甚至达几个小时，而且此方法对样气的清洁性和腐蚀性要求也较高，否则会影响光电检测效果或产生‘伪结露’造成测量误差。一般应用在*湿度基准，企业基准或实验室分析，作为溯源的或对精度要求较高地方。

2.重量法：

一种经典的测量方法。让所测样气流经某一干燥剂，其所含水分被干燥剂吸收，*称取干燥剂吸收的水分含量，与样气体积之比即为样气的湿度。该方法的优点是精度高，*大允许误差可达0.1%;缺点是具体操作比较困难，尤其是必须得到足够量的吸收水质量(一般不小于0.6克)，这对于低湿度气体尤其困难，。因而该方法只适合于测量露点-32℃以上的气体，可以说市场上纯粹利用该方法测湿度的仪器较少。

由以上分析可知，重量法的关键是怎样*测量干燥剂吸收的水分含量，因为直接测量比较困难，由此衍生了两种间接测量吸收水含量的方法。

a.电解法：*是将干燥剂吸收的水分经电解池电解成氢气和氧气排出，电解电流的大小与水分含量成正比，通过检测该电流即可测得样气的湿度。该方法弥补了重量法的缺点，测量量程可达-80℃以下，且精度较好，价格便宜;缺点是电解池气路需要在使用前干燥很长时间，且对气体的腐蚀性及清洁性要求较高。

b.振动频率法：*是将重量法中的干燥剂换用一种吸湿性的石英晶体，根据该晶体吸收水分质量不同时振动频率不同的特点，让样气和标准干燥气流经该晶体，因而产生不同的振动频率差△f1和△f2，计算两频率之差即可得到样气的湿度。该方法具有电解法一样的优点，且使用前勿须干燥。

3.阻容法：

该传感器的工作原理非常简单，是基于水分的导电性。多孔的吸湿层如同“三明治”一样被夹在陶瓷基底上的两个导电层之间。吸收水分子后，吸湿活性层的导电特性*会发生变化。该露点传感器的表面导电层允许水分子自由通过进入吸湿活性层。吸湿活性层很薄，仅1微米厚(一微米=百万分之一米)，而顶部的导电层厚度比1微米还要薄，这样，当周围环境的湿度发生变化的时候，传感器对湿度变化会做出极其快速的反应。另一突出优点是响应速度非常快，从干到湿响应一分钟可达90%，因而多用于现场和快速测量场合;缺点是精度一般，通常为±2℃,需要1-2年校验。便携式露点仪cermax可做到精度±1℃。

4.相对湿度测量方法

该方法实际上是测试相对湿度和温度后换算成露点的，这类湿敏元件受环境温度影响较大，数据会随环境温度变化而变化，越接近相对湿度测量下限，越不稳定，在低湿度低露点应用，精度不理想，从湿度溯源的角度来看还是直接使用测量露点的产品比较好。

如何选择市场上主流仪器

露点仪(湿度仪器)测量的方法可谓五花八门，其性能与价格也相差悬殊，这*要求我们选用仪器时要谨慎小心，不但要考虑到性能和价格，还应该考虑到仪器使用的场合和所测气体的种类及腐蚀性等。总体原则如下：

(1)*湿度基准：考虑到要求测量准确度高，样气理想，一般应选用冷镜式露点仪，用户应根据实际量程和精度选用合适的产品。

(2)企业基准或实验室分析：如果测量准确度要求较高，可选用冷镜法仪器，如果量程要求较低(露点-80℃以下)且气体较清洁，可选用电解法仪器。

(3)现场检测：如果测量准确度要求较高，可选用冷镜法仪器;如果要求测量速度快或气体污染较重，*好选用阻容法仪器。如果是防爆现场氢气天然气场合可以选择本安型露点仪。

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