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無錫徽科特測控技術有限公司作者
水分含量的測量是一個復雜的課題，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致濕度測量值與預期值不同，良好的取樣技術對于準確可靠的結果至關重要。設計濕度取樣系統(tǒng)時，應考慮以下要素：
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構非常小，即使與金屬的晶體結構相比也是如此。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構的一部分，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，導致水遷移到壓縮空氣管道中。這種效應稱為蒸騰作用。
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，導致測量露點的小波動。
3)取樣管長度:
取樣點應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果。傳感器或儀器的取樣管線長度應盡可能短?；ミB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；這會導致吹掃和響應時間增加，且比預期讀數(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而異，可在儀器或傳感器手冊中找到。
流速不足會導致：
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。
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關鍵詞：傳感器
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