微量水分析儀的四種不同類型介紹
更新時(shí)間:2017-05-04 | 點(diǎn)擊率:1633
微量水分析儀的四種不同類型介紹
微量水分析儀主要可分為四種類型,分別是:電解法、阻容法(電容法)、光纖法以及冷鏡法,每一種都有其各自的特點(diǎn),其中:
1、阻容法(電容法):利用一個(gè)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(dǎo)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樣氣的濕度。該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是測量量程可更低,甚至達(dá)-100℃,另一突出優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)速度非???,從干到濕響應(yīng)一分鐘可達(dá)90%,因而多用于現(xiàn)場和快速測量場合;缺點(diǎn)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(yīng)曲線的補(bǔ)償作到了飽和線性,解決了自動(dòng)校準(zhǔn)問題。
2、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(gè)玻璃材質(zhì)的圓柱和兩根并行的電極組成,根據(jù)具體應(yīng)用來選擇電極材質(zhì)(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zui終產(chǎn)物是五氧化二磷,P2O5是高吸濕性物質(zhì),因此從樣氣中吸收水分,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(yīng)該是平衡的。電極電流與樣氣中水分含量成比例,信號(hào)經(jīng)過儀器內(nèi)部信號(hào)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、HC l 、H2S、H2SO4 、HBr、SO2 、SF6 、CO2等氣體和全部惰性氣體,極少數(shù)會(huì)同磷酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氣體除外。
3、光纖法:該技術(shù)是20世紀(jì)末發(fā)展起來的一種新型測量技術(shù),將微量水分析技術(shù)提高到了一個(gè)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(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu),通過先進(jìn)的熱固化技術(shù),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(jìn)入到傳感器的水分子會(huì)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(zhì)的水分含量成相應(yīng)的比例關(guān)系。通過測量接收到的光的波長,就可以得到介質(zhì)的露點(diǎn)及水分含量。
4、冷鏡法:讓樣氣流經(jīng)露點(diǎn)冷鏡室的冷凝鏡,通過等壓制冷,使得樣氣達(dá)到飽和結(jié)露狀態(tài)(冷凝鏡上有液滴析出),測量冷凝鏡此時(shí)的溫度即是樣氣的露點(diǎn)。該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是精度高,尤其在采用半導(dǎo)體制冷和光電檢測技術(shù)后,不確定度甚至可達(dá)0.1℃;缺點(diǎn)是響應(yīng)速度較慢,尤其在露點(diǎn)-60℃以下,平衡時(shí)間甚至達(dá)幾個(gè)小時(shí),而且此方法對樣氣的清潔性和腐蝕性要求也較高,否則會(huì)影響光電檢測效果或產(chǎn)生‘偽結(jié)露’造成測量誤差。