湿度计的原理可以通过一个简单的实验来说明。若将一个光洁的金属表面放到相对湿度低于100%的空气中并使之冷却,当温度降到某一数值时,靠近该表面的相对湿度达到100%,这时将有露在表面上形成。因为在这个温度下空气中的水汽达到了饱和,冷表面附着的水膜和空气中的水份处于动态平衡,也就是说,在单位时间内离开和返回到表面上的水分子数相同,这就是Regnault原理。该原理可以叙述为:当一定体积的湿空气在恒定的总压力下被均匀降温,直到空气中的水汽达到饱和状态,该状态叫做;在冷却的过程中,气体和水汽两者的分压力保持不变。如果空气的温度是Ta,露生成的温度为Td,则湿空气的相对湿度可以通过下式算出,
U=[(在温度Td时的饱和水气压) /(在原来温度Ta时的饱和水气压)] *100%式中饱和水汽压的数值可以通过查表得到。在0℃以下,水汽达到饱和时,水在镜面上结冰,此时的温度又叫做霜点。
分析仪过冷现象是短暂的,共时间长短和或霜点温度有关。这种现象可以通过显微镜观察出来。解决的办法之一是重复加热和冷却镜面的操作,直到这种现象消除为止。另一个解决办法是直接利用过冷水的水汽压数据。并且这样作恰恰与气象系统低于零度时的相对湿度定义相吻合。
分析仪另一个问题是降温速度太快可能造成“过冷"。我们知道,在一定条件下,水汽达到饱和状态时,液相仍然不出现,或者水在零度以下时仍不结冰,这种现象称为过饱和或“过冷"。对于结露 (或霜)过程来说,这种现象往往是由于被测气体和镜面非常干净,乃至缺少足够数量的凝结核心而引起的。Suomi在实验中发现,如果一个高度抛光的镜面并且其干净程度合乎化学要求,则露的形成温度要比真实的温度低几度。
分析仪应用:
监测工业过程的气体质量,比如系统或设备的干燥和吹洗系统
进行现场检测
检测现场安装的自动分析仪的测量结果
分析仪是一个紧凑型,可自动制冷的冷镜式露点仪,可以手动检测水,烃以及天然气中的添加物。
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