露点仪湿度计技术资料.ppt
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1、露点与湿度露点与湿度约克仪器公司约克仪器公司2006年1月原理、应用、仪器原理、应用、仪器原理、应用、仪器原理、应用、仪器0、内容提要、内容提要基本概念基本概念 n n湿度、露点湿度、露点湿度、露点湿度、露点应用场合应用场合 测试原理测试原理 n n电容法电容法电容法电容法n n冷镜法冷镜法冷镜法冷镜法n n电解法电解法电解法电解法产品介绍产品介绍 n n美国深特美国深特美国深特美国深特 XentaurXentaurn n美国爱迪泰克美国爱迪泰克美国爱迪泰克美国爱迪泰克 EdegTechEdegTechn n英国肖式英国肖式英国肖式英国肖式 ShawShaw2022/12/292约克仪器约克仪
2、器1、基本概念、基本概念什什么叫湿度?么叫湿度?湿度(湿度(Humidity)n n在计量法中规定,湿度定义为在计量法中规定,湿度定义为在计量法中规定,湿度定义为在计量法中规定,湿度定义为“物象状态的量物象状态的量物象状态的量物象状态的量”。绝对湿度(绝对湿度(Absolutehumidity)n n单位体积(单位体积(单位体积(单位体积(1 1mm3 3)的气体中含有水蒸气的质量(的气体中含有水蒸气的质量(的气体中含有水蒸气的质量(的气体中含有水蒸气的质量(g g)。相对湿度(相对湿度(Relativehumidity)n n气体中的水蒸气压力(气体中的水蒸气压力(气体中的水蒸气压力(气体中
3、的水蒸气压力(E E)与该气体的饱和水蒸气压与该气体的饱和水蒸气压与该气体的饱和水蒸气压与该气体的饱和水蒸气压(EsEs)的比值,用百分比表示的比值,用百分比表示的比值,用百分比表示的比值,用百分比表示 RH=E/Es100%RH=E/Es100%n n日常生活中所指的湿度为相对湿度。日常生活中所指的湿度为相对湿度。日常生活中所指的湿度为相对湿度。日常生活中所指的湿度为相对湿度。饱和水蒸气压饱和水蒸气压n n气体中所含水蒸气的量是有限度的,达到限度的状态即气体中所含水蒸气的量是有限度的,达到限度的状态即气体中所含水蒸气的量是有限度的,达到限度的状态即气体中所含水蒸气的量是有限度的,达到限度的状
4、态即可称之为饱和,此时的水蒸气压即称为饱和水蒸气压。可称之为饱和,此时的水蒸气压即称为饱和水蒸气压。可称之为饱和,此时的水蒸气压即称为饱和水蒸气压。可称之为饱和,此时的水蒸气压即称为饱和水蒸气压。2022/12/293约克仪器约克仪器1、基本概念、基本概念什什么叫露点?么叫露点?露点(露点(Dew Point)n n不同温度的气体,含有的水蒸气的质量不同。温度较高不同温度的气体,含有的水蒸气的质量不同。温度较高不同温度的气体,含有的水蒸气的质量不同。温度较高不同温度的气体,含有的水蒸气的质量不同。温度较高的气体其所含水蒸气也较多。的气体其所含水蒸气也较多。的气体其所含水蒸气也较多。的气体其所含
5、水蒸气也较多。n n各温度所对应的饱和水蒸气压是一定的。各温度所对应的饱和水蒸气压是一定的。各温度所对应的饱和水蒸气压是一定的。各温度所对应的饱和水蒸气压是一定的。n n若将此气冷却,其所含水蒸气的质量不发生变化,相对若将此气冷却,其所含水蒸气的质量不发生变化,相对若将此气冷却,其所含水蒸气的质量不发生变化,相对若将此气冷却,其所含水蒸气的质量不发生变化,相对湿度增加,当降至到某一特定温度湿度增加,当降至到某一特定温度湿度增加,当降至到某一特定温度湿度增加,当降至到某一特定温度TdTd时,相对湿度时,相对湿度时,相对湿度时,相对湿度RHRH达到达到达到达到100%100%饱和,此时,若继续进行
6、冷却的话,其中一饱和,此时,若继续进行冷却的话,其中一饱和,此时,若继续进行冷却的话,其中一饱和,此时,若继续进行冷却的话,其中一部分的水蒸气将凝聚成露。此时的温度即为露点温度,部分的水蒸气将凝聚成露。此时的温度即为露点温度,部分的水蒸气将凝聚成露。此时的温度即为露点温度,部分的水蒸气将凝聚成露。此时的温度即为露点温度,即露点(即露点(即露点(即露点(Dew Point TemperatureDew Point Temperature)。)。)。)。n n若露点在若露点在若露点在若露点在0 0以下结冰时即为霜点(以下结冰时即为霜点(以下结冰时即为霜点(以下结冰时即为霜点(Frost Point
7、Frost Point)。)。)。)。2022/12/294约克仪器约克仪器1、基本概念、基本概念露点、露点、ppm、g/m3 换算换算湿度的表示方法:湿度的表示方法:n n以露点温度值表示,单位以露点温度值表示,单位以露点温度值表示,单位以露点温度值表示,单位。n n以湿气体中水蒸气的分体积与干气体的分体积之比值来以湿气体中水蒸气的分体积与干气体的分体积之比值来以湿气体中水蒸气的分体积与干气体的分体积之比值来以湿气体中水蒸气的分体积与干气体的分体积之比值来表示,单位表示,单位表示,单位表示,单位ppm(vppm(v)。n n以单位体积湿气中水蒸气的质量来表示,单位以单位体积湿气中水蒸气的质量
8、来表示,单位以单位体积湿气中水蒸气的质量来表示,单位以单位体积湿气中水蒸气的质量来表示,单位g/mg/m3 3 。不同表示方法的各数值,一一对应不同表示方法的各数值,一一对应n n例如:露点值为例如:露点值为例如:露点值为例如:露点值为-40-40=126.8=126.8ppmppm=0.09491g/m=0.09491g/m3 3 。2022/12/295约克仪器约克仪器1、基本概念、基本概念历史发展历史发展湿度测量的历史湿度测量的历史 n n湿度和温度很久以前就与生活存在着密切的关系,但用湿度和温度很久以前就与生活存在着密切的关系,但用湿度和温度很久以前就与生活存在着密切的关系,但用湿度和
9、温度很久以前就与生活存在着密切的关系,但用数量来进行表示较为困难。数量来进行表示较为困难。数量来进行表示较为困难。数量来进行表示较为困难。n n湿度计测的历史可以追溯到中国古代的天秤:公元前湿度计测的历史可以追溯到中国古代的天秤:公元前湿度计测的历史可以追溯到中国古代的天秤:公元前湿度计测的历史可以追溯到中国古代的天秤:公元前179179年,为最早的湿度计测。年,为最早的湿度计测。年,为最早的湿度计测。年,为最早的湿度计测。n n温度计测可追溯到有记载的希腊时代的温度计。温度计测可追溯到有记载的希腊时代的温度计。温度计测可追溯到有记载的希腊时代的温度计。温度计测可追溯到有记载的希腊时代的温度计
10、。2022/12/296约克仪器约克仪器2、工业应用工业应用露点仪的工业应用场合露点仪的工业应用场合 n n应用领域:石油、化工、电力、冶金、造纸、纺织等行应用领域:石油、化工、电力、冶金、造纸、纺织等行应用领域:石油、化工、电力、冶金、造纸、纺织等行应用领域:石油、化工、电力、冶金、造纸、纺织等行业的各种干燥气、压缩空气、发电机冷却氢气、高压开业的各种干燥气、压缩空气、发电机冷却氢气、高压开业的各种干燥气、压缩空气、发电机冷却氢气、高压开业的各种干燥气、压缩空气、发电机冷却氢气、高压开关绝缘气、保护气、焊接气以及船舶和航空用的氧气等关绝缘气、保护气、焊接气以及船舶和航空用的氧气等关绝缘气、保
11、护气、焊接气以及船舶和航空用的氧气等关绝缘气、保护气、焊接气以及船舶和航空用的氧气等需要测试气体湿度的工业流程。需要测试气体湿度的工业流程。需要测试气体湿度的工业流程。需要测试气体湿度的工业流程。2022/12/297约克仪器约克仪器2、工业应用工业应用石油、化工石油、化工在许多工厂需要检测多种原料气、成品气和在许多工厂需要检测多种原料气、成品气和生产用气的水分含量:生产用气的水分含量:需要考虑因素:需要考虑因素:需要考虑因素:需要考虑因素:n n防爆要求;防爆要求;防爆要求;防爆要求;n n气体的品质;气体的品质;气体的品质;气体的品质;n n气体的压力;气体的压力;气体的压力;气体的压力;
12、n n测量方式的选择:便携式测量方式的选择:便携式测量方式的选择:便携式测量方式的选择:便携式/在线式。在线式。在线式。在线式。2022/12/298约克仪器约克仪器2、工业应用工业应用电力电力发电发电 n n发电站利用氢气的良好的导热性代替空气去冷却发电发电站利用氢气的良好的导热性代替空气去冷却发电发电站利用氢气的良好的导热性代替空气去冷却发电发电站利用氢气的良好的导热性代替空气去冷却发电机,但氢气必需具有较高的干燥程度,否则会导致短机,但氢气必需具有较高的干燥程度,否则会导致短机,但氢气必需具有较高的干燥程度,否则会导致短机,但氢气必需具有较高的干燥程度,否则会导致短路等严重后果。因此,必
13、须检测和监控氢气的露点。路等严重后果。因此,必须检测和监控氢气的露点。路等严重后果。因此,必须检测和监控氢气的露点。路等严重后果。因此,必须检测和监控氢气的露点。对电机以露点表示的氢气湿度要求对电机以露点表示的氢气湿度要求对电机以露点表示的氢气湿度要求对电机以露点表示的氢气湿度要求机组类型机组类型机组类型机组类型制氢站制氢站制氢站制氢站(常压下常压下常压下常压下)机内机内机内机内200200MW(MW(新装新装新装新装)与与与与300300MWMW及以上机组及以上机组及以上机组及以上机组 -50-50-5-5200200MWMW及以下老机组及以下老机组及以下老机组及以下老机组 -25-250
14、0供电供电 n n在变压器和各种高压开关中用在变压器和各种高压开关中用在变压器和各种高压开关中用在变压器和各种高压开关中用SFSF6 6气体作为绝缘气,气体作为绝缘气,气体作为绝缘气,气体作为绝缘气,如果湿度太大,就起不了隔离作用,所以必须检测其如果湿度太大,就起不了隔离作用,所以必须检测其如果湿度太大,就起不了隔离作用,所以必须检测其如果湿度太大,就起不了隔离作用,所以必须检测其中水分含量,即露点值。中水分含量,即露点值。中水分含量,即露点值。中水分含量,即露点值。2022/12/299约克仪器约克仪器2、工业应用工业应用冶金冶金热处理炉热处理炉 n n很多热处理炉的无氧化加热段,炉内充满氢
15、气和氮气作很多热处理炉的无氧化加热段,炉内充满氢气和氮气作很多热处理炉的无氧化加热段,炉内充满氢气和氮气作很多热处理炉的无氧化加热段,炉内充满氢气和氮气作为保护气氛,同样要求氢气和氮气的纯度和干燥性能,为保护气氛,同样要求氢气和氮气的纯度和干燥性能,为保护气氛,同样要求氢气和氮气的纯度和干燥性能,为保护气氛,同样要求氢气和氮气的纯度和干燥性能,一般要求:氢气管道接点处露点为一般要求:氢气管道接点处露点为一般要求:氢气管道接点处露点为一般要求:氢气管道接点处露点为-40-40,炉内氢气露,炉内氢气露,炉内氢气露,炉内氢气露点为点为点为点为-20-20 。2022/12/2910约克仪器约克仪器2
16、、工业应用工业应用天然气天然气管道输送管道输送:天然气输送前必须先干燥、压缩,除去多天然气输送前必须先干燥、压缩,除去多天然气输送前必须先干燥、压缩,除去多天然气输送前必须先干燥、压缩,除去多余水分,以免损坏压缩机。需要天然气在线湿度检测系统。余水分,以免损坏压缩机。需要天然气在线湿度检测系统。余水分,以免损坏压缩机。需要天然气在线湿度检测系统。余水分,以免损坏压缩机。需要天然气在线湿度检测系统。汽化汽化:当液态天然气通过热交换器汽化时,防止带进水当液态天然气通过热交换器汽化时,防止带进水当液态天然气通过热交换器汽化时,防止带进水当液态天然气通过热交换器汽化时,防止带进水分,所以汽化后需要测量
17、含水量。分,所以汽化后需要测量含水量。分,所以汽化后需要测量含水量。分,所以汽化后需要测量含水量。干燥干燥:通常用乙二醇干燥天然气,乙二醇通过蒸馏过程通常用乙二醇干燥天然气,乙二醇通过蒸馏过程通常用乙二醇干燥天然气,乙二醇通过蒸馏过程通常用乙二醇干燥天然气,乙二醇通过蒸馏过程去除水分实现这个连续循环的过程。常常需要在乙二醇离去除水分实现这个连续循环的过程。常常需要在乙二醇离去除水分实现这个连续循环的过程。常常需要在乙二醇离去除水分实现这个连续循环的过程。常常需要在乙二醇离开蒸馏塔时检测其湿度。开蒸馏塔时检测其湿度。开蒸馏塔时检测其湿度。开蒸馏塔时检测其湿度。2022/12/2911约克仪器约克
18、仪器2、工业应用工业应用核工业核工业核反应堆核反应堆 n n核反应堆常用核反应堆常用核反应堆常用核反应堆常用COCO2 2将裂变产生的热量带到蒸汽炉中,将裂变产生的热量带到蒸汽炉中,将裂变产生的热量带到蒸汽炉中,将裂变产生的热量带到蒸汽炉中,COCO2 2必须很干燥以防腐蚀设备,同时湿度检测也作为泄必须很干燥以防腐蚀设备,同时湿度检测也作为泄必须很干燥以防腐蚀设备,同时湿度检测也作为泄必须很干燥以防腐蚀设备,同时湿度检测也作为泄露检测的手段之一。露检测的手段之一。露检测的手段之一。露检测的手段之一。2022/12/2912约克仪器约克仪器2、工业应用工业应用电子工业电子工业精密电子精密电子 n
19、 n某些高精密电子器件和半导体制造过程中,需要干燥清某些高精密电子器件和半导体制造过程中,需要干燥清某些高精密电子器件和半导体制造过程中,需要干燥清某些高精密电子器件和半导体制造过程中,需要干燥清洁的环境,以保持其可靠性;洁的环境,以保持其可靠性;洁的环境,以保持其可靠性;洁的环境,以保持其可靠性;n n或者需要干燥的惰性气体来制造密封舱环境,所以要用或者需要干燥的惰性气体来制造密封舱环境,所以要用或者需要干燥的惰性气体来制造密封舱环境,所以要用或者需要干燥的惰性气体来制造密封舱环境,所以要用露点仪来测量气体和环境的湿度。露点仪来测量气体和环境的湿度。露点仪来测量气体和环境的湿度。露点仪来测量
20、气体和环境的湿度。2022/12/2913约克仪器约克仪器2、工业应用工业应用通讯通讯通讯通讯 n n在微波通讯中常用波导管来代替连接到雷达或微波通讯在微波通讯中常用波导管来代替连接到雷达或微波通讯在微波通讯中常用波导管来代替连接到雷达或微波通讯在微波通讯中常用波导管来代替连接到雷达或微波通讯天线的电缆,为了降低能量损耗经常需要干燥空气或氦天线的电缆,为了降低能量损耗经常需要干燥空气或氦天线的电缆,为了降低能量损耗经常需要干燥空气或氦天线的电缆,为了降低能量损耗经常需要干燥空气或氦气去清洁波导管。这就需要用露点仪检测干燥气的湿度。气去清洁波导管。这就需要用露点仪检测干燥气的湿度。气去清洁波导管
21、。这就需要用露点仪检测干燥气的湿度。气去清洁波导管。这就需要用露点仪检测干燥气的湿度。2022/12/2914约克仪器约克仪器2、工业应用工业应用造纸、制药造纸、制药造纸造纸制药制药食品食品 n n在造纸、制药、食品等行业,都需要对产品或半成品进在造纸、制药、食品等行业,都需要对产品或半成品进在造纸、制药、食品等行业,都需要对产品或半成品进在造纸、制药、食品等行业,都需要对产品或半成品进行干燥,这些生产用气的性能将直接关系到最终产品的行干燥,这些生产用气的性能将直接关系到最终产品的行干燥,这些生产用气的性能将直接关系到最终产品的行干燥,这些生产用气的性能将直接关系到最终产品的质量,因此,必须对
22、其湿度进行检测。质量,因此,必须对其湿度进行检测。质量,因此,必须对其湿度进行检测。质量,因此,必须对其湿度进行检测。2022/12/2915约克仪器约克仪器3、测试、测试原理原理电容法电容法n nShaw,Shaw,XentaurXentaur,PanametricsPanametrics,MichellMichell,GE,GE,VaisalaVaisala,TestoTesto,Alpha,Alpha冷镜法冷镜法n nEdgeTechEdgeTech,MBW,GE,MBW,GE,MichellMichell电解法电解法n nMeecoMeeco,Chandler,Chandler2022
23、/12/2916约克仪器约克仪器3、测试、测试原理原理电容法电容法原理:超薄的氧化铝电容原理。当被测气体流经传感器表原理:超薄的氧化铝电容原理。当被测气体流经传感器表原理:超薄的氧化铝电容原理。当被测气体流经传感器表原理:超薄的氧化铝电容原理。当被测气体流经传感器表面时,传感器内部铝芯和氧化层表面金膜层之间的电容值,面时,传感器内部铝芯和氧化层表面金膜层之间的电容值,面时,传感器内部铝芯和氧化层表面金膜层之间的电容值,面时,传感器内部铝芯和氧化层表面金膜层之间的电容值,随氧化层微孔中的水蒸气含量变化而变化。通过测得的电随氧化层微孔中的水蒸气含量变化而变化。通过测得的电随氧化层微孔中的水蒸气含量
24、变化而变化。通过测得的电随氧化层微孔中的水蒸气含量变化而变化。通过测得的电容值可计算得出被测气体的湿度,即露点值。容值可计算得出被测气体的湿度,即露点值。容值可计算得出被测气体的湿度,即露点值。容值可计算得出被测气体的湿度,即露点值。2022/12/2917约克仪器约克仪器3、测试、测试原理原理冷镜法冷镜法原理:通过将光源反射到镜面,然后用光电探测器测量反射率,这样原理:通过将光源反射到镜面,然后用光电探测器测量反射率,这样原理:通过将光源反射到镜面,然后用光电探测器测量反射率,这样原理:通过将光源反射到镜面,然后用光电探测器测量反射率,这样可以依靠光学原理推测露点可以依靠光学原理推测露点可以
25、依靠光学原理推测露点可以依靠光学原理推测露点/霜点的出现。镜面上的露霜点的出现。镜面上的露霜点的出现。镜面上的露霜点的出现。镜面上的露/霜会导致光源霜会导致光源霜会导致光源霜会导致光源发生散射;露点控制环将镜面温度准确地保持在维持镜面露层的要求发生散射;露点控制环将镜面温度准确地保持在维持镜面露层的要求发生散射;露点控制环将镜面温度准确地保持在维持镜面露层的要求发生散射;露点控制环将镜面温度准确地保持在维持镜面露层的要求上(在上(在上(在上(在0 0以下,形成霜层)。嵌于镜面的铂电阻温度计可测量冷却面以下,形成霜层)。嵌于镜面的铂电阻温度计可测量冷却面以下,形成霜层)。嵌于镜面的铂电阻温度计可
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