露点仪是用于测定气体中露点温度(水汽达到饱和时的温度)的仪器,其测定方法主要基于水汽的饱和特性及物理 / 化学性质变化,常见的测定方法如下:
1. 冷镜式冷凝法(基准级方法)
这是精度比较高的方法,原理是通过冷却金属镜面,使气体中的水汽在镜面上凝结(形成露或霜),并通过检测凝结瞬间的镜面温度确定露点。
过程:镜面由半导体致冷器冷却,同时用光电系统(如光源 + 光敏元件)监测镜面状态 —— 当水汽开始凝结时,镜面反射率下降,光敏元件感知信号变化,此时温度计测得的镜面温度即为露点。
特点:精度高(可达 ±0.1℃),是露点测定基准方法;适用于中高湿度环境,但低湿度下凝结信号弱,需配合高精度控温和检测系统。
2. 吸湿法(间接计算法)
利用某些材料吸湿后物理性质(电阻、电容等)的变化,先测量气体湿度(如相对湿度),再结合温度计算露点。常见类型:
氯化锂法:氯化锂是强吸湿剂,其水溶液的导电率随环境湿度升高而增大。通过检测导电率变化,结合温度可反推露点。适用于中低湿度(-10~50℃露点),成本较低,但受污染物影响大。
高分子材料法:采用高分子吸湿膜(如醋酸纤维素),吸湿后膜的电容或电阻发生变化,通过测量电参数计算湿度,再换算露点。适用于宽湿度范围(-40~80℃露点),响应速度快,但长期稳定性需校准。
3. 电解法(适用于低湿度)
原理是让气体中的水汽被吸湿剂(如五氧化二磷)吸收,随后通过电解反应将水分分解为氢气和氧气,根据电解电流的大小计算水汽含量,再换算成露点。
特点:灵敏度高,适用于极低湿度环境(露点 - 100~-20℃),如干燥气体、真空系统等;但需确保气体中无腐蚀性或可电解杂质,否则会干扰测量。
4. 光纤式露点法
利用光纤表面的特殊涂层(如亲水聚合物)吸湿后折射率变化,导致光纤传输的光信号(强度、波长)改变,通过检测光信号变化反推湿度,进而计算露点。
特点:抗电磁干扰能力强,适合恶劣环境(如高温、强电场),但精度较低(±1~2℃),多用于工业在线监测。
总结
不同方法的适用场景差异较大:冷镜式冷凝法为基准,适用于高精度校准;吸湿法和光纤法适用于工业在线监测;电解法专为低湿度环境设计。实际应用中需根据湿度范围、精度要求及环境条件选择。