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微量水分析儀設(shè)備的四種類型

更新時(shí)間:2023-03-27   點(diǎn)擊次數(shù):407次

  微量水分析儀設(shè)備是用于檢測(cè)水份的儀器,有電解法、阻容法、冷鏡法、光纖法幾種測(cè)量方法,量池可拆卸,維護(hù)方便。

  微量水分析儀設(shè)備主要分為四種類型:

  1、電解法

  五氧化二磷傳感器利用電解水分子為氫氣與氧氣原理。此傳感器由一個(gè)玻璃材質(zhì)的圓柱和兩根并行的電極組成,根據(jù)具體應(yīng)用來(lái)選擇電極材質(zhì)(通常由鉑或銠金屬絲制成),并在兩根電極之間涂有很薄的一層磷酸H3PO4,在兩電極之間出現(xiàn)的電解電流,使酸中的水分分解為H2和O2。此過(guò)程的最后產(chǎn)物是五氧化二磷,P2O5是高吸濕性物質(zhì),因此從樣氣中吸收水分,通過(guò)連續(xù)的電解過(guò)程,樣氣的水分含量與電解后的水分是應(yīng)該是平衡的。電極電流與樣氣中水分含量成比例,信號(hào)經(jīng)過(guò)儀器內(nèi)部信號(hào)放大器處理,然后顯示并數(shù)據(jù)讀出。此原理用來(lái)測(cè)量所有氣體。包 括Cl2、HC l 、H2S、H2SO4 、HBr、SO2 、SF6 、CO2等氣體和全部惰性氣體,極少數(shù)會(huì)同磷酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氣體除外。

  P2O5探頭適用于測(cè)量各種惰性氣體、碳?xì)浠衔锘蚋鶕?jù)所選擇的探頭材質(zhì)應(yīng)用于HCl、Cl2或SO2等腐蝕性氣體中。探頭與樣氣接觸的材料可以是玻璃、鉑或銠,其他材質(zhì)也可以提供。

  樣氣以特別的傳遞方式流經(jīng)探頭,再結(jié)合一個(gè)高質(zhì)量的界面。從而確保探頭響應(yīng)迅速和受干擾影響很小,這些設(shè)計(jì)對(duì)于很低的ppm級(jí)測(cè)量十分重要。流經(jīng)探頭的樣氣流速通常設(shè)置在 20Nl/h(100Nl/h可選)。與分析儀的電氣連接器為防水密封結(jié)構(gòu)。用戶可以十分容易的在五分鐘內(nèi)完成探頭的再生工作。探頭可以通過(guò)3個(gè)M4螺絲十分容易的安裝在任何地方。

  優(yōu)點(diǎn):測(cè)試靈敏度高,適合非常微量的水/痕水測(cè)試,同時(shí)可以測(cè)量腐蝕性氣體。

  缺點(diǎn):傳感器需要定期重涂,漂移較大,易受H2,O2等背景氣影響。平衡時(shí)間長(zhǎng),響應(yīng)慢。

  2、阻容法(電容法)

  利用一個(gè)高純鋁棒,表面氧化成一層超薄的氧化鋁薄膜,其外鍍一層多空的網(wǎng)狀金膜,金膜與鋁棒之間形成電容,由于氧化鋁薄膜的吸水特性,導(dǎo)致電容值隨樣氣水分的多少而改變,測(cè)量該電容值即可得到樣氣的濕度。該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量量程可更低,甚至達(dá)-100℃,另一突出優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)速度非???,從干到濕響應(yīng)一分鐘可達(dá)90%,因而多用于現(xiàn)場(chǎng)和快速測(cè)量場(chǎng)合;缺點(diǎn)是精度較差,不確定度多為±2~3℃。但隨著各廠家的不斷努力,該方法正在逐漸得到完善,例如,通過(guò)改變材料和提高工藝使得傳感器穩(wěn)定度大大提高,通過(guò)對(duì)傳感器響應(yīng)曲線的補(bǔ)償作到了飽和線性,解決了自動(dòng)校準(zhǔn)問(wèn)題。

  優(yōu)點(diǎn):反映速度快。

  缺點(diǎn):精度較差。

  3、冷鏡法

  讓樣氣流經(jīng)露點(diǎn)冷鏡室的冷凝鏡,通過(guò)等壓制冷,使得樣氣達(dá)到飽和結(jié)露狀態(tài)(冷凝鏡上有液滴析出),測(cè)量冷凝鏡此時(shí)的溫度即是樣氣的露點(diǎn)。該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是精度高,尤其在采用半導(dǎo)體制冷和光電檢測(cè)技術(shù)后,不確定度甚至可達(dá)0.1℃;缺點(diǎn)是響應(yīng)速度較慢,尤其在露點(diǎn)-60℃以下,平衡時(shí)間甚至達(dá)幾個(gè)小時(shí),而且此方法對(duì)樣氣的清潔性和腐蝕性要求也較高,否則會(huì)影響光電檢測(cè)效果或產(chǎn)生‘偽結(jié)露’造成測(cè)量誤差。

  優(yōu)點(diǎn):精度高。

  缺點(diǎn):響應(yīng)速度慢。

  4、光纖法

  該技術(shù)是20世紀(jì)末發(fā)展起來(lái)的一種新型測(cè)量技術(shù),將微量水分析技術(shù)提高到了一個(gè)新的水平。光纖濕度傳感器的表面為具有不同反射系數(shù)的氧化硅和氧化鋯構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu),通過(guò)先進(jìn)的熱固化技術(shù),使傳感器表面的孔徑控制在0.3nm, 0.28nm的水分子可以滲入??刂破靼l(fā)射出一束790-820nm的近紅外光,通過(guò)光纖電纜傳送給傳感器,進(jìn)入到傳感器的水分子會(huì)改變光的反射系數(shù),從而引起波長(zhǎng)的變化,該變化量與介質(zhì)的

  水分含量成相應(yīng)的比例關(guān)系。通過(guò)測(cè)量接收到的光的波長(zhǎng),就可以得到介質(zhì)的露點(diǎn)及水分含量。

  優(yōu)點(diǎn):精度高,免維護(hù),非常穩(wěn)定,可測(cè)量含H2S、HCL等的腐蝕性介質(zhì)。

  缺點(diǎn):傳輸光纖易折斷,需要保護(hù)。


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