濕度測量中8個常見陷阱及其避免方法

　　水分含量的測量是一個復(fù)雜的課題，但不需要很困難。本文介紹了微水測量中常見的一些錯誤，問題的原因以及如何避免這些錯誤。

　　錯誤和不良做法會導(dǎo)致濕度測量值與預(yù)期值不同，良好的取樣技術(shù)對于準(zhǔn)確可靠的結(jié)果至關(guān)重要。設(shè)計濕度取樣系統(tǒng)時，應(yīng)考慮以下要素：

　　1)材料滲透性

　　2_)吸附和解吸

　　3)取樣管長度

　　4)閉死容積和截留水分

　　5)樣氣處理

　　6)冷凝和泄漏

　　7)取樣管和長度

　　8)流速

　　下面將詳細(xì)討論其中的每一項。

　　1)材料滲透性和濕度:

　　所有材料都能透過水蒸氣，因為水分子相對固體的結(jié)構(gòu)非常小，即使與金屬的晶體結(jié)構(gòu)相比也是如此。下圖顯示了使用非常干燥的氣體吹掃時，不同材料的管道內(nèi)的露點，其中管道外部處于環(huán)境中。

　　許多材料含有水分作為其結(jié)構(gòu)的一部分，特別是有機材料（天然或合成），鹽（或任何含有它們的東西）和任何有小孔的東西。重要的是要確保使用的材料適合應(yīng)用。

　　如果施加在壓縮空氣管道外部的水蒸氣分壓高于內(nèi)部，則大氣中水蒸氣將自然推動多孔介質(zhì)，導(dǎo)致水遷移到壓縮空氣管道中。這種效應(yīng)稱為蒸騰作用。

　　2)吸附和解吸:

　　吸附是氣體、液體或溶解固體中的原子、離子或分子粘附在材料表面，形成薄膜。在較高的壓力和較低的溫度下，吸附速率增加。

　　解吸是物質(zhì)從材料表面釋放或通過材料表面釋放。在恒定的環(huán)境條件下，被吸附的物質(zhì)幾乎會無限期地停留在表面上。然而，隨著溫度的升高，發(fā)生解吸的可能性也隨之增大。

　　實際上，隨著環(huán)境溫度的波動，水分子從樣品管的內(nèi)表面被吸附和解吸，導(dǎo)致測量露點的小波動。

　　3)取樣管長度:

　　取樣點應(yīng)始終盡可能接近臨界測量點，以便獲得真正具有代表性的測量結(jié)果。傳感器或儀器的取樣管線長度應(yīng)盡可能短。互連點和閥門會截留水分，因此使用盡可能簡單的取樣安排將減少用干氣吹掃時取樣系統(tǒng)干燥所需的時間。

　　在長時間的管路運行過程中，水將不可避免地遷移到任何管線中，吸附和解吸的效果將變得更加明顯。從上圖可以清楚地看出，抗蒸騰的佳材料是不銹鋼和聚四氟乙烯。

　　4)閉死容積和截留水分:

　　取樣管路中的死區(qū)（不在直接流動路徑中的區(qū)域）固定在緩慢釋放到通過氣體中的水分子上；這會導(dǎo)致吹掃和響應(yīng)時間增加，且比預(yù)期讀數(shù)更濕潤。過濾器、閥門（例如壓力調(diào)節(jié)器的橡膠）或系統(tǒng)任何其他部件中的吸濕材料也可截留水分。

　　5)樣氣處理:

　　根據(jù)測量技術(shù)的不同，樣氣處理通常是必要的，以避免敏感測量部件暴露在液體和其他污染物中，這些污染物可能會隨著時間的推移造成損壞或影響精度。

　　微粒過濾器用于去除樣氣流中的污垢、鐵銹、氧化皮和任何其他固體。為防止液體進入，應(yīng)使用凝聚式過濾器。

　　膜過濾器是一種更昂貴，但高效的替代凝聚式過濾器。它提供了液滴保護，甚至可以在遇到大液滴時阻止流入分析儀。

　　6)冷凝和泄漏:

　　保持取樣系統(tǒng)管道的溫度高于樣氣的露點對于防止冷凝至關(guān)重要。任何冷凝都會使取樣過程失效，因為它會改變被測氣體的水蒸氣含量。冷凝液可以通過滴落或流到其他可能重新蒸發(fā)的地方來改變其他地方的濕度。

　　所有連接的完整性也是一個重要的考慮因素，尤其是在高壓下對低露點取樣時。如果高壓管路發(fā)生小泄漏，氣體會泄漏，但泄漏點處會產(chǎn)生漩渦，負(fù)蒸汽壓差也會使水蒸氣污染流量。

　　7)流速

　　理論上，流量對測量的含水量沒有直接影響，但在實踐中，它會對響應(yīng)速度和精度產(chǎn)生意想不到的影響。佳流量速率因測量技術(shù)而異，可在儀器或傳感器手冊中找到。

　　流速不足會導(dǎo)致：

　　1.加強對通過取樣系統(tǒng)的氣體的吸附和解吸作用。

　　2.在一個復(fù)雜的取樣系統(tǒng)中，允許濕氣袋保持不受干擾，然后逐漸釋放到樣氣流中。

　　3.增加反向擴散造成污染的可能性：比樣氣更濕的環(huán)境空氣可以從排氣孔回到系統(tǒng)中。較長的排氣管（有時稱為尾纖）也有助于緩解這一問題。

　　4.減緩傳感器對含水量變化的響應(yīng)。

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