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露點(diǎn)儀基本原理和露點(diǎn)測(cè)量中應(yīng)該注意哪些問題
露點(diǎn)儀基本原理和露點(diǎn)量測(cè)中應(yīng)該注意的若干問題 
1. 露點(diǎn)儀基本原理 
當(dāng)一定體積的氣體在恒定的壓力下均勻降溫時(shí)，氣體和氣體中水分的分壓保持不變，直至氣體中的水分達(dá)到飽和狀態(tài)，該狀態(tài)下的溫度就是氣體的露點(diǎn)。通常是在氣體流經(jīng)的測(cè)定室中安裝鏡面及其附件，通過測(cè)定在單位時(shí)間內(nèi)離開和返回鏡面的水分子數(shù)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)的鏡面溫度來確定氣體的露點(diǎn)。一定的氣體濕度對(duì)應(yīng)一個(gè)露點(diǎn)溫度；一個(gè)露點(diǎn)溫度對(duì)應(yīng)一定的氣體濕度。因此測(cè)定氣體的露點(diǎn)溫度就可以測(cè)定氣體的濕度。由露點(diǎn)可以得到**濕度，由露點(diǎn)和所測(cè)氣體的溫度可以得到氣體的相對(duì)濕度。露點(diǎn)儀直接給出的量值是露點(diǎn)溫度，確切地說應(yīng)為 “ 熱力學(xué)露點(diǎn)溫度 ” 。世界氣象組織采用的定義是壓力為 P ，混合比為 r 的濕空氣的熱力學(xué)露點(diǎn)溫度 Td ，是指在給定的壓力下，濕空氣被水飽和時(shí)的溫度。在這個(gè)溫度下，濕空氣的飽和混合比 rw 等于給定的混合比 r 。光電露點(diǎn)儀的工作原理可以簡(jiǎn)單地?cái)⑹鰹椋罕粶y(cè)氣體在恒定的壓力下，以一定的流速掠過光潔的用冷氮?dú)庵吕涞慕饘夔R面，隨著溫度逐漸降低，鏡面達(dá)到某一個(gè)溫度時(shí)開始結(jié)露（或霜），此時(shí)的鏡面溫度就是露點(diǎn)溫度。儀器通過光學(xué)系統(tǒng)，測(cè)溫電路，邏輯控制電路、數(shù)字顯示電路等，量測(cè)露點(diǎn)溫度 Td ，并顯示出來。 
2. 露點(diǎn)量測(cè)中應(yīng)該注意的若干問題 
鏡面污染對(duì)露點(diǎn)量測(cè)的影響 
在露點(diǎn)量測(cè)中，鏡面污染是一個(gè)突出的問題，其影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是拉烏爾效應(yīng)，二是改變鏡面本底散射水平。拉烏爾效應(yīng)是由水溶性物質(zhì)造成的。如果被測(cè)氣體中攜帶這種物質(zhì)（一般是可溶性鹽類）則鏡面提前結(jié)露，使量測(cè)結(jié)果產(chǎn)生正偏差。若污染物是不溶于水的微粒，如灰塵等，則會(huì)增加本底的散射水平，從而使光電露點(diǎn)儀發(fā)生零點(diǎn)漂移。此外，一些沸點(diǎn)比水低的容易冷凝的物質(zhì)（例如有機(jī)物）的蒸氣，不言而喻將對(duì)露點(diǎn)的量測(cè)產(chǎn)生干擾。因此，無論任何一種類型的露點(diǎn)儀都應(yīng)防止污染鏡面。一般說來，工業(yè)流程氣體分析污染的影響是比較嚴(yán)重的。但即使是在純氣的量測(cè)中鏡面的污染亦會(huì)隨時(shí)間增加而積累。為了消除污染的影響，人們摸索出各種各樣的方法。直觀的方法是對(duì)被測(cè)氣體進(jìn)行過濾。同時(shí)根據(jù)具體情況定期或隨時(shí)清洗鏡面。此外，通常采用的辦法是在每次量測(cè)前對(duì)鏡面進(jìn)行加熱，并通氣吹除污染物。在污染比較明顯的情況下也可以通過多次重復(fù)進(jìn)行結(jié)露和消露過程來實(shí)現(xiàn)。為了消除易冷凝碳?xì)浠衔锏母蓴_，有人采用雙鏡面技術(shù)，在露點(diǎn)室中增設(shè)一個(gè)與露鏡相連接的 “ 干 ” 鏡面，其溫度稍高于露鏡，當(dāng)氣進(jìn)入露點(diǎn)室時(shí)， “ 干 ” 鏡受到和露鏡一樣的污染，但卻不會(huì)結(jié)露，從而提供補(bǔ)償。 
露點(diǎn)儀量測(cè)條件的選擇 

在露點(diǎn)儀的設(shè)計(jì)中要著重考慮直接影響結(jié)露過程熱質(zhì)交換的幾種因素，這個(gè)原則同樣適用于自動(dòng)化程度不太高的露點(diǎn)儀器操作條件的選擇。這里主要討論鏡面降溫快速和樣氣流速問題。被測(cè)氣體的溫度通常都是室溫。因此當(dāng)氣流通過露點(diǎn)室時(shí)必然要影響體系的傳熱和傳質(zhì)過程。當(dāng)其他條件固定時(shí)，加大流速的質(zhì)量密度將有利于氣流和鏡面之間的傳質(zhì)。特別是在進(jìn)行露點(diǎn)量測(cè)時(shí)，流速應(yīng)適當(dāng)提高，以加快露層形成快速；但是流速不能太大，否則會(huì)造成過熱問題。這對(duì)制冷功率比較小的熱電制冷露點(diǎn)儀尤為明顯。流速太大還會(huì)導(dǎo)致露點(diǎn)室壓力降低而流速的改變又將影響體系的熱平衡。所以在露點(diǎn)量測(cè)中選擇適當(dāng)?shù)牧魉偈潜匾?，流速的選擇應(yīng)視制冷方法和露點(diǎn)室的結(jié)構(gòu)而定。 
一般的流速范圍在 0.4L /min ～ 0.7L /min 之間。為了減小傳熱的影響，可考慮在被測(cè)氣體進(jìn)入露點(diǎn)室之前進(jìn)行預(yù)冷處理。在露點(diǎn)量測(cè)中鏡面降溫快速的控制是一個(gè)重要問題，對(duì)于自動(dòng)光電露點(diǎn)儀是由設(shè)計(jì)決定的，而對(duì)于手控制冷量的露點(diǎn)儀則是操作中的問題。因?yàn)槔湓吹睦鋮s點(diǎn)、測(cè)溫點(diǎn)和鏡面間的熱傳導(dǎo)有一個(gè)過程和快速，給量測(cè)結(jié)果帶來誤差。這種情況又隨使用的測(cè)溫點(diǎn)與鏡面之間的溫度梯度比較大，熱傳導(dǎo)快速也比較慢，從而使測(cè)溫和結(jié)露不能同步進(jìn)行。而且導(dǎo)致露層的厚度無法控制。這對(duì)目視檢露來說將產(chǎn)生負(fù)誤差。另一個(gè)問題是降溫快速太快可能造成 “ 過冷 ” 。我們知道，在一定條件下，水汽達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，液相仍然不出現(xiàn)，或者水在零度以下時(shí)仍不結(jié)冰，這種現(xiàn)象稱為過飽和或 “ 過冷 ” 。對(duì)于結(jié)露（或霜）過程來說，這種現(xiàn)象往往是由于被測(cè)氣體和鏡面非常干凈，乃至缺少足夠數(shù)量的凝結(jié)核心而引起的。過冷現(xiàn)象是短暫的，其時(shí)間長(zhǎng)短和露點(diǎn)或霜點(diǎn)溫度有關(guān)。這種現(xiàn)象可以通過顯微鏡觀察出來；解決的辦法之一是重復(fù)加熱和冷卻鏡面的操作，直到這種現(xiàn)象消除為止。另一個(gè)解決辦法是直接利用過冷水的水汽壓數(shù)據(jù)。并且這樣做恰恰與氣象系統(tǒng)低于零度時(shí)的相對(duì)濕度定義相吻合。由上可見，無論是從熱慣性或過冷現(xiàn)象來考慮，降溫快速都不宜太快，如果超過合理范圍，則降溫快速愈快，熱慣性也愈大，露點(diǎn)量測(cè)的誤差就愈大，也越容易出現(xiàn)過冷。佳降溫快速一般通過實(shí)驗(yàn)來確定。 
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