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冷镜式露点测量技术

skbolo  发表于 2006/6/6 17:19:45      1184 查看 0 回复  [上一主题]  [下一主题]

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基础技术
把露点的光学冷凝原理作为测定气体中的水分
含量的基本方法,已经有几百年历史了。露点
温度(即气体被冷却时,水蒸气开始冷凝成水
或冰这一时刻的温度)精确地描述了气体的潮
气浓度。测量的主要不确定度的原因在于规定
冷凝的检测即时性,以及被测冷凝面温度的精
确性。早期的手动露点湿度仪常有工作错误,
缘于它们的冷却循环方法是由外部冷冻剂如二
氧化碳或溶剂蒸发进行的,加之可见冷凝层所
需要的时间积累,常常会导致对水分含量的低
估。现代的自动冷镜传感器清除了这些缺陷,
提供的仪表是坚固可靠,足以满足过程控制测
量的应用要求,也可以工作在实验室条件下。
工作原理
密析尔冷镜传感器有一个微型的抛光金属镜
面,使用固态珀耳帖电加热泵将其冷却至被测
气体露点温度。当温度抵达降该露点时,镜面
会形成冷凝。一个由红色发光二极管高增益光
电探测器组成的电光回路检测冷凝的形成。镜
面反射光强度减少量,作为仪表控制电路的反
馈输入,调整施加于珀耳帖的冷却功率,这样
镜面就被控制在平衡状态中。蒸发与冷凝量以
相同的速率发生。此时(由铂阻温度计)测量
到镜面温度等于被测气体的露点温度。该过程
参阅图1所示。
在跟踪潮气轨迹时,形成冷凝的速度(冰结晶
状)是缓慢的,所以密析尔采用了新颖的双光
系统,测量来自镜面的反射光和散光。使用这
不同的工作方式产生的两种信号,能检测到更
小的冷凝层,使得传感器的工作更为精确和快
速。提高跟踪潮气灵敏度的方式还有密析尔独
特的加速通道技术,系统集中对冷镜表面冷凝
形成快速反应。S4000型拥有的双光系统给予该
仪表完整的测量范围之特点,加速通道技术是
S4000 RS和TRS型号的标准配件。
污染补偿
任何光学系统均会受到染影响。冷镜露点湿度
仪也不例外。特别是清洁镜面后会减少光反射,
虽然对仪表性能影响微乎其微,但是日益积累
超过一定程度,系统将无法准确地运作。因此,
所有密析尔冷镜仪表均植入了一个自动补偿系
统 - 自动平衡补偿(ABC)- 定期地重新平
衡传感光学元件,补偿任何由于污染而引起的
光强度地减少。Optidew 和S4000型拥有各种周
期和持续时间的ABC系统,使用户能根据特工
业过程情况选择合适的时间。仪表还有可配置
的数据保持系统,在ABC阶段,中保持显示和输
出数据,允许完全的连续的工业过程控制。密
析尔最新的仪表Optidew具有动态污染纠正(即
DCC)。DCC是智能化的微处理器控制的系统,
工作原理与ABC相同,但是检测和补偿污染更
为先进,并能自动地纠正饱和条件,如当传感
器处于气体凝露的情况下。
技术指标
工作范围: -100~+90°C露点 (取决于传感器
型号和安装地点)
精度: ±1°C
重复性: 优于0.1°C
反应速度: 1°C/Sec秒加上设置时间(取决于露点)
压力级别: S4000为1 MPa表压,Optidew为30MPa
工作温度: -30~+90°C 露点
珀耳帖加热泵: S4000为3级,Optidew为32级
工作温度: -40~+60°C 取决于电子部分
传感器测量范围
温度测量: 3 或4线,1/10 DIN,A级,100Ω
铂电阻温度计
流量等级: 0.05 ~ 2 Nl/Sec.(秒)
镜面结构: S4000为镀铑铜镜
Optidew不锈钢
Optidew(全天候型) 镀金铜
光学系统: Optidew单光,红色LED
S4000双光,红色LED
污染纠正: ABC系统
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