露点测量是湿度测量的一种重要方法,主要用于确定气体或空气中水蒸气的饱和状态,即露点温度。露点温度是指空气在不变的压力和体积下,水蒸气含量达到饱和时,冷却到开始凝结出水滴的温度。露点测量在气象学、工业过程控制、航空航天等领域都有广泛应用。
1. 测量原理
露点测量仪器主要分为几种类型:冷镜式、完全吸收电解式、Al2O3电容式、薄膜电容式、电阻式、干湿球和机械式。其中,冷镜式露点仪是最准确和可靠的方法,它通过观察冷镜面上的露点形成来确定露点温度。当湿气通过冷镜,如果镜面温度高于露点温度,镜面保持干燥;当温度降低到露点温度,镜面上会出现露珠,标志着气体已达到饱和状态。镜面温度的测量通常由铂电阻传感器完成。
2. 冷镜式露点仪
- 测量原理:冷镜式露点仪通过逐步冷却镜面至样品气体开始结露,然后保持镜面温度在露点温度上。采用热电致冷或结合机械致冷技术,通过控制热电泵的工作,使镜面温度稳定在露点。
- 构造:冷镜面通常由憎水材料(如铑)制成,具备良好的导热性和光学性能。热电致冷器(帕尔贴元件)通过改变电流方向来实现加热或冷却,实现对镜面温度的精确控制。
3. 不同类型的露点仪
- 完全吸收电解式微水仪适用于低湿度测量,Al2O3电容式露点仪则适用于低湿环境。
- 电阻式、干湿球和机械式湿度计则用于测量相对湿度,无法直接获取露点温度。
- 薄膜电容式和Vaisala公司的专利技术能覆盖更广泛的湿度范围,包括低湿和中高湿。
4. 优缺点
冷镜式露点仪精度高,适合作为标准传递,但成本较高,需要专业人员操作和维护。其他类型的露点仪可能成本较低,操作简便,但可能在准确度上略逊一筹。
5. 市场上的制造商
知名的冷镜式露点仪制造商包括美国的GE、Edgetech、瑞士的MBW以及英国的MICHELL,它们的产品采用了不同的技术和设计。例如,Vaisala使用了声波检测系统,而MBW的DP19露点仪的测量范围会受环境温度影响。
露点测量是一个复杂的过程,选择合适的露点测量设备取决于应用需求、精度要求以及预算。对于需要高精度和宽测量范围的场合,冷镜式露点仪通常是首选,而其他类型的仪器则更适合特定条件下的简单湿度监测。