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微量水分測試儀的四種類型

更新時間:2023-07-07      點擊次數(shù):754
   微量水分測試儀是用于檢測水分的儀器,有電解法、阻容法、冷鏡法、光纖法幾種測量方法,量池可拆卸,維護方便。
  微量水分測試儀主要分為四種類型
  1、電解法
  五氧化二磷傳感器利用電解水分子為氫氣與氧氣原理。此傳感器由一個玻璃材質的圓柱和兩根并行的電極組成,根據(jù)具體應用來選擇電極材質(通常由鉑或銠金屬絲制成),并在兩根電極之間涂有很薄的一層磷酸H3PO4,在兩電極之間出現(xiàn)的電解電流,使酸中的水分分解為H2和O2。此過程的最后產(chǎn)物是五氧化二磷,P2O5是高吸濕性物質,因此從氧氣中吸收水分,通過連續(xù)的電解過程,樣氣的水分含量與電解后的水分是應該是平衡的。電極電流與氧氣中水分含量成比例,信號經(jīng)過儀器內部信號放大器處理,然后顯示并數(shù)據(jù)讀出。此原理用來測量所有氣體。包括Cl2、HCl、H2S、H2SO4、HBr、SO2、SF6、CO2等氣體和全部惰性氣體,極少數(shù)會同磷酸發(fā)生化學反應的氣體除外。
  P2O5探頭適用于測量各種惰性氣體、碳氫化合物或根據(jù)所選擇的探頭材質應用于HCl、Cl2或SO2等腐蝕性氣體中。探頭與氧氣接觸的材料可以是玻璃、鉑或銠,其他材質也可以提供。
  樣氣以特別的傳遞方式流經(jīng)探頭,再結合一個高質量的界面。從而確保探頭響應迅速和受干擾影響很小,這些設計對于很低的ppm級測量十分重要。流經(jīng)探頭的樣氣流速通常設置在20Nl/h(100Nl/h可選)。與分析儀的電氣連接器為防水密封結構。用戶可以十分容易地在五分鐘內完成探頭的再生工作。探頭可以通過3個M4螺絲十分容易的安裝在任何地方。
  優(yōu)點:測試靈敏度高,適合非常微量的水/痕水測試,同時可以測量腐蝕性氣體。
  缺點:傳感器需要定期重涂,漂移較大,易受H2,O2等背景氣影響。平衡時間長,響應慢。
  2、阻容法(電容法)
  利用一個高純鋁棒,表面氧化成一層超薄的氧化鋁薄膜,其外鍍一層多空的網(wǎng)狀金膜,金膜與鋁棒之間形成電容,由于氧化鋁薄膜的吸水特性,導致電容值隨樣氣水分的多少而改變,測量該電容值即可得到氧氣的濕度。該方法的主要優(yōu)點是測量量程可更低,甚至達-100℃,另一突出優(yōu)點是響應速度非常快,從干到濕響應一分鐘可達90%,因而多用于現(xiàn)場和快速測量場合;缺點是精度較差,不確定度多為±2~3℃。但隨著各廠家的不斷努力,該方法正在逐漸得到完善,例如,通過改變材料和提高工藝使得傳感器穩(wěn)定度大大提高,通過對傳感器響應曲線的補償作到了飽和線性,解決了自動校準問題。
  優(yōu)點:反映速度快。
  缺點:精度較差。
  3、冷鏡法
  讓氧氣流經(jīng)露點冷鏡室的冷凝鏡,通過等壓制冷,使得樣氣達到飽和結露狀態(tài)(冷凝鏡上有液滴析出),測量冷凝鏡此時的溫度即是氧氣的露點。該方法的主要優(yōu)點是精度高,尤其在采用半導體制冷和光電檢測技術后,不確定度甚至可達0.1℃;缺點是響應速度較慢,尤其在露點-60℃以下,平衡時間甚至達幾個小時,而且此方法對氧氣的清潔性和腐蝕性要求也較高,否則會影響光電檢測效果或產(chǎn)生‘偽結露’造成測量誤差。
  優(yōu)點:精度高。
  缺點:響應速度慢。
  4、光纖法
  該技術是20世紀末發(fā)展起來的一種新型測量技術,將微量水分析技術提高到了一個新的水平。光纖濕度傳感器的表面為具有不同反射系數(shù)的氧化硅和氧化鋯構成的層疊結構,通過先進的熱固化技術,使傳感器表面的孔徑控制在0.3nm,0.28nm的水分子可以滲入??刂破靼l(fā)射出一束790-820nm的近紅外光,通過光纖電纜傳送給傳感器,進入到傳感器的水分子會改變光的反射系數(shù),從而引起波長的變化,該變化量與介質的水分含量成相應的比例關系。通過測量接收到的光的波長,就可以得到介質的露點及水分含量。
  優(yōu)點:精度高,免維護,非常穩(wěn)定,可測量含H2S、HCL等的腐蝕性介質。
  缺點:傳輸光纖易折斷,需要保護。