露點儀原理及露點儀產(chǎn)品選擇選型
本文從濕度丈量的幾種基本方法進手，分析了各自的優(yōu)缺點和主要有代表性露點儀，重點從性能、價格、適用條件和操縱的方便程度上向用戶先容如何選用合適的露點儀
一.引言
隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，為了要得到高質(zhì)量的產(chǎn)品或設(shè)備正常地運行，很多行業(yè)諸如石化、電力、電子、航空航天、冶金、紡織等對濕度丈量的要求越來越高，因而，濕度丈量已逐漸成為一個新興的技術(shù)領(lǐng)域，在86年我國正式成立了濕度與水分專業(yè)委員會，并開展了多次學(xué)術(shù)交流會，濕度的一些計量檢定規(guī)程也逐步建立。根占有關(guān)規(guī)程，濕度被定義為氣體中的水蒸氣含量，常用單位有：克/升，PPM，mmHg，露點及相對濕度等。習(xí)慣上以露點-20℃為界把所測氣體分為高濕度氣體與低濕度氣體（即微量水），這里重點先容低濕度氣體的丈量。
二.濕度丈量方法
根據(jù)國標(biāo)GB11605-89《濕度丈量方法》所著，濕度丈量共有七種方法，這里不逐一贅述。筆者重點對市場上流行的幾種微量水丈量方法及露點儀選型重新回類并簡單先容如下：
1.重量法：
是一種經(jīng)典的丈量方法。讓所測樣氣流經(jīng)某一干燥劑，其所含水分被干燥劑吸收，稱取干燥劑吸收的水分含量，與樣氣體積之比即為樣氣的濕度。該方法的優(yōu)點是精度高，zui大答應(yīng)誤差可達0.1%;缺點是具體操縱比較困難，尤其是必須得到足夠量的吸收水質(zhì)量（一般不小于0.6克），這對于低濕度氣體尤其困難，。因而該方法只適合于丈量露點-32℃以上的氣體，可以說市場上純粹利用該方法測濕度的儀器較少。
由以上分析可知，重量法的關(guān)鍵是怎樣丈量干燥劑吸收的水分含量，由于直接丈量比較困難，由此衍生了兩種間接丈量吸收水含量的方法。
A.電解法：就是將干燥劑吸收的水分經(jīng)電解池電解成氫氣和氧氣排出，電解電流的大小與水分含量成正比，通過檢測該電流即可測得樣氣的濕度。該方法彌補了重量法的缺點，丈量量程可達-80℃以下，且精度較好，價格便宜;缺點是電解池氣路需要在使用前干燥很長時間，且對氣體的腐蝕性及清潔性要求較高。
B.振動頻率法：就是將重量法中的干燥劑換用一種吸濕性的石英晶體，根據(jù)該晶體吸收水分質(zhì)量不同時振動頻率不同的特點，讓樣氣和標(biāo)準(zhǔn)干燥氣流經(jīng)該晶體，因而產(chǎn)生不同的振動頻率差△f1和△f2，計算兩頻率之差即可得到樣氣的濕度。該方法具有電解法一樣的優(yōu)點，且使用前勿須干燥。
2.冷鏡法：
也是一種經(jīng)典的丈量方法。讓樣氣流經(jīng)露點冷鏡室的冷凝鏡，通過等壓制冷，使得樣氣達到飽和結(jié)露狀態(tài)（冷凝鏡上有液滴析出），丈量冷凝鏡此時的溫度即是樣氣的露點。該方法的主要優(yōu)點是精度高，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0.1℃;缺點是響應(yīng)速度較慢，尤其在露點-60℃以下，平衡時間甚至達幾個小時，而且此方法對樣氣的清潔性和腐蝕性要求也較高，否則會影響光電檢測效果或產(chǎn)生‘偽結(jié)露’造成丈量誤差。該方法的典型廠家代表是及英國的密析爾MICHELL公司。一般應(yīng)用在*濕度基準(zhǔn)，企業(yè)基準(zhǔn)或?qū)嶒炇曳治觯鳛樗菰吹幕驅(qū)纫筝^高地方。
3.阻容法：
該方法的典型廠家代表為愛爾蘭的PANAMETRICS公司及英國MICHELL公司的EASIDEW系列，采用陶瓷基底的表面鍍金的氧化鋁及C2TX微處理器。該傳感器的工作原理非常簡單，是基于水分的導(dǎo)電性。多孔的吸濕層如同“三明治”一樣被夾在陶瓷基底上的兩個導(dǎo)電層之間。吸收水分子后，吸濕活性層的導(dǎo)電特性就會發(fā)生變化。該露點傳感器的表面導(dǎo)電層答應(yīng)水分子自由通過進進吸濕活性層。吸濕活性層很薄，僅1微米厚（一微米=百萬分之一米），而頂部的導(dǎo)電層厚度比1微米還要薄，這樣，當(dāng)四周環(huán)境的濕度發(fā)生變化的時候，傳感器對濕度變化會做出極其快速的反應(yīng)。另一突出優(yōu)點是響應(yīng)速度非?？?，從干到濕響應(yīng)一分鐘可達90%，因而多用于現(xiàn)場和快速丈量場合;缺點是精度一般，通常為±2℃''需要1-2年校驗。密析爾MICHELL便攜式露點儀cermax可做到精度±1℃。
4相對濕度丈量方法
該方法實際上是測試相對濕度和溫度后換算成露點的，這類濕敏元件受環(huán)境溫度影響較大，數(shù)據(jù)會隨環(huán)境溫度變化而變化，越接近相對濕度丈量下限，越不穩(wěn)定，在低濕度低露點應(yīng)用，精度不理想，從濕度溯源的角度來看還是直接使用丈量露點的產(chǎn)品比較好。
三.如何選擇市場上主流儀器
露點儀（濕度儀器）丈量的方法可謂五花八門，其性能與價格也相差懸殊，這就要求我們選用儀器時要謹(jǐn)慎小心，不但要考慮到性能和價格，還應(yīng)該考慮到儀器使用的場合和所測氣體的種類及腐蝕性等。總體原則如下：
1）*濕度基準(zhǔn)：考慮到要求丈量正確度高，樣氣理想，一般應(yīng)選用冷鏡式露點儀，如美國英國MICHELL的S4000TRS，S8000.瑞士MBW公司DP30等露點儀，用戶應(yīng)根據(jù)實際量程和精度選用合適的產(chǎn)品。
2）企業(yè)基準(zhǔn)或?qū)嶒炇曳治觯杭偃缯闪空_度要求較高，可選用冷鏡法儀器，如，瑞士MBW公司的DP19或密析爾S4000，OPT''OPV;假如量程要求較低（露點-80℃以下）且氣體較清潔，可選用電解法儀器，如美國Edgetech公司的1-C，杜邦公司的M303
3）現(xiàn)場檢測：假如丈量正確度要求較高，可選用冷鏡法儀器（同上）;假如要求丈量速度快或氣體污染較重，選用阻容法儀器，如英國密析爾MICHELL公司Easidew陶瓷基底阻容法丈量范圍-100～+20℃耐壓可達30Mpa可連續(xù)在線監(jiān)測。假如是防爆現(xiàn)場氫氣自然氣場合可以選擇密析爾MICHELL公司Easidew IS本安型露點儀。
四.附表：市場上部分主流進口微水儀資料對照表
廠 家 型 號 原 理 量 程精 度 性價比 應(yīng)用場合
英國MICHELL公司
Easidew陶瓷基底阻容法-100～+20℃ ±2℃ 價格適低 方便快速 實驗室或現(xiàn)場本安防爆
Transmet IS/Easidew IS同上 價格較低 方便快速實驗室或現(xiàn)場本安防爆
Cemet II IS同上 價格適中 方便快速 實驗室或現(xiàn)場
Optidew Vision 冷鏡法 -24～+90℃ 價格適中 相對濕度標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)計量
S4000 TRS 冷鏡法 -100～+20℃ 價格高 低露點標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)計量
美國GE公司 M3，M4 冷鏡法 -80～+80℃ ±0.15℃ 價格高 標(biāo)準(zhǔn)計量
美國Edgetech公司 M300 冷鏡法 -75～+75℃ 0.15℃ 價格高 標(biāo)準(zhǔn)計量
2000系列 -50～+80℃ 價格高 實驗室或現(xiàn)場
V-系列 -50～+80℃ 價格較高 在線丈量
1-C 電解法 0～500ppm ±5% 價格較高 實驗室或現(xiàn)場
瑞士MBW公司 DP19 冷鏡法 -60～+20℃ ±0.2℃ 價格昂貴 實驗室或現(xiàn)場
DP30 -100～+20℃ ±0.1℃ 價格昂貴 標(biāo)準(zhǔn)計量
美國杜邦公司 M303 電解法 0～1000ppm ±5% 價格較高實驗室或現(xiàn)場
美國AMTEK公司 560B 振動
頻率法 0～1000ppm ±5% 價格較高在線丈量
愛爾蘭PANAMETRICS SYSTE 阻容法 -80～0℃ ±3℃ 價格適中現(xiàn)場丈量
