濕度測量中8個常見陷阱及其避免方法

　　水分含量的測量是一個復雜的課題，但不需要很困難。本文介紹了微水測量中常見的一些錯誤，問題的原因以及如何避免這些錯誤。

　　錯誤和不良做法會導致濕度測量值與預期值不同，良好的取樣技術對于準確可靠的結果至關重要。設計濕度取樣系統時，應考慮以下要素：

　　1)材料滲透性

　　2_)吸附和解吸

　　3)取樣管長度

　　4)閉死容積和截留水分

　　5)樣氣處理

　　6)冷凝和泄漏

　　7)取樣管和長度

　　8)流速

　　下面將詳細討論其中的每一項。

　　1)材料滲透性和濕度:

　　所有材料都能透過水蒸氣，因為水分子相對固體的結構非常小，即使與金屬的晶體結構相比也是如此。下圖顯示了使用非常干燥的氣體吹掃時，不同材料的管道內的露點，其中管道外部處于環境中。

　　許多材料含有水分作為其結構的一部分，特別是有機材料（天然或合成），鹽（或任何含有它們的東西）和任何有小孔的東西。重要的是要確保使用的材料適合應用。

　　如果施加在壓縮空氣管道外部的水蒸氣分壓高于內部，則大氣中水蒸氣將自然推動多孔介質，導致水遷移到壓縮空氣管道中。這種效應稱為蒸騰作用。

　　2)吸附和解吸:

　　吸附是氣體、液體或溶解固體中的原子、離子或分子粘附在材料表面，形成薄膜。在較高的壓力和較低的溫度下，吸附速率增加。

　　解吸是物質從材料表面釋放或通過材料表面釋放。在恒定的環境條件下，被吸附的物質幾乎會無限期地停留在表面上。然而，隨著溫度的升高，發生解吸的可能性也隨之增大。

　　實際上，隨著環境溫度的波動，水分子從樣品管的內表面被吸附和解吸，導致測量露點的小波動。

　　3)取樣管長度:

　　取樣點應始終盡可能接近臨界測量點，以便獲得真正具有代表性的測量結果。傳感器或儀器的取樣管線長度應盡可能短。互連點和閥門會截留水分，因此使用盡可能簡單的取樣安排將減少用干氣吹掃時取樣系統干燥所需的時間。

　　在長時間的管路運行過程中，水將不可避免地遷移到任何管線中，吸附和解吸的效果將變得更加明顯。從上圖可以清楚地看出，抗蒸騰的佳材料是不銹鋼和聚四氟乙烯。

　　4)閉死容積和截留水分:

　　取樣管路中的死區（不在直接流動路徑中的區域）固定在緩慢釋放到通過氣體中的水分子上；這會導致吹掃和響應時間增加，且比預期讀數更濕潤。過濾器、閥門（例如壓力調節器的橡膠）或系統任何其他部件中的吸濕材料也可截留水分。

　　5)樣氣處理:

　　根據測量技術的不同，樣氣處理通常是必要的，以避免敏感測量部件暴露在液體和其他污染物中，這些污染物可能會隨著時間的推移造成損壞或影響精度。

　　微粒過濾器用于去除樣氣流中的污垢、鐵銹、氧化皮和任何其他固體。為防止液體進入，應使用凝聚式過濾器。

　　膜過濾器是一種更昂貴，但高效的替代凝聚式過濾器。它提供了液滴保護，甚至可以在遇到大液滴時阻止流入分析儀。

　　6)冷凝和泄漏:

　　保持取樣系統管道的溫度高于樣氣的露點對于防止冷凝至關重要。任何冷凝都會使取樣過程失效，因為它會改變被測氣體的水蒸氣含量。冷凝液可以通過滴落或流到其他可能重新蒸發的地方來改變其他地方的濕度。

　　所有連接的完整性也是一個重要的考慮因素，尤其是在高壓下對低露點取樣時。如果高壓管路發生小泄漏，氣體會泄漏，但泄漏點處會產生漩渦，負蒸汽壓差也會使水蒸氣污染流量。

　　7)流速

　　理論上，流量對測量的含水量沒有直接影響，但在實踐中，它會對響應速度和精度產生意想不到的影響。佳流量速率因測量技術而異，可在儀器或傳感器手冊中找到。

　　流速不足會導致：

　　1.加強對通過取樣系統的氣體的吸附和解吸作用。

　　2.在一個復雜的取樣系統中，允許濕氣袋保持不受干擾，然后逐漸釋放到樣氣流中。

　　3.增加反向擴散造成污染的可能性：比樣氣更濕的環境空氣可以從排氣孔回到系統中。較長的排氣管（有時稱為尾纖）也有助于緩解這一問題。

　　4.減緩傳感器對含水量變化的響應。

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