露點(diǎn)儀檢定方法

露點(diǎn)儀檢定方法

  光電檢測熱電制冷鏡面冷凝式精密露點(diǎn)儀，主要由三大部分組成：

  （1）高重復(fù)性的鏡面控溫伺服機(jī)構(gòu)；

  （2）準(zhǔn)確地測量鏡面溫度的溫度測量系統(tǒng)；

  （3）判斷以下露點(diǎn)時，鏡面上生成的是霜（冰）還是露（過冷卻水)的裝置。

  露點(diǎn)儀工作過程基本是：被測量氣體通過露點(diǎn)測量室時掠過冷鏡面，當(dāng)鏡面溫度高于該氣體的露點(diǎn)溫度時，鏡面呈干燥狀態(tài)，此時，發(fā)光二極管發(fā)出的光照在鏡面上，幾乎全反射，由光電傳感器感應(yīng)到并輸出光電信號，經(jīng)控制回路比較、放大，驅(qū)動熱電泵（由一級或數(shù)級 Peltier 元件組成），對鏡面制冷，當(dāng)鏡面溫度降至樣氣的露點(diǎn)溫度時，鏡面上開始結(jié)露（或霜），光照在鏡面上后出現(xiàn)漫反射，光電傳感器感應(yīng)到的反射光信號隨之減弱，此變化經(jīng)控制回路比較、放大后調(diào)節(jié)熱電泵激勵，使其制冷功率減小，這樣通過自動控制使冷鏡面上的露（或霜）與氣體中的水蒸氣呈相平衡狀態(tài)，此時通過鏡面冷凝狀態(tài)觀察鏡，可以判斷鏡而上的冷凝物是液態(tài)的露（呈圓或橢圓形）還是固態(tài)的霜 ( 呈晶形），鏡面溫度由一緊貼在冷鏡面下方的鉑電阻溫度傳感器感應(yīng)，準(zhǔn)確測量出鏡面的溫度（即露或霜層的溫度），從而獲得氣體的露點(diǎn)溫度。

  從上述工作過程，可清楚地看出露點(diǎn)儀屬于精密的濕度測量儀，檢定中需要注意的事項(xiàng)、要求的條件比較多。

(一) 環(huán)境條件

  檢定環(huán)境溫度要求穩(wěn)定。也就是用自來水或循環(huán)冷卻液作為冷卻劑冷卻熱電泵之散熱端時，冷卻劑的溫度和流量應(yīng)相對恒定，使用風(fēng)冷時，環(huán)境溫度應(yīng)相對恒定。一般工作溫度在5～35℃之間。有特殊要求者，按其要求確定是否在恒溫條件下檢定。露點(diǎn)測量室和采樣系統(tǒng)的溫度應(yīng)高于待測氣體的露點(diǎn)溫度，避免在管路中就開始結(jié)露，這實(shí)際是要求濕度源提供的氣流濕度不能過分高。

  當(dāng)露點(diǎn)測量室出氣端通大氣放空時 , 露點(diǎn)測量室內(nèi)的壓力等于大氣壓。當(dāng)露點(diǎn)測量室內(nèi)樣氣壓力的波動大于200Pa/h 時，不能進(jìn)行檢定。當(dāng)露點(diǎn)測量室內(nèi)樣氣壓力偏離標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（101325Pa）200Pa 以上，但波動小于200Pa／h時，可用計(jì)算的方法對檢定結(jié)果加以修正（已配備了自動壓力修正系統(tǒng)的儀器除外）。   環(huán)境濕度要求在 30％RH～85％RH 之間。

(二）檢定用設(shè)備

  1.標(biāo)準(zhǔn)裝置

  根據(jù)被檢露點(diǎn)儀的允許誤差、標(biāo)準(zhǔn)級別情況，依據(jù)濕度計(jì)量器具檢定框圖的傳遞要求，選定適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)裝置。

  （1）一級標(biāo)準(zhǔn)精密露點(diǎn)儀檢定，由我國濕度基準(zhǔn)～重量濕度計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)，配有動態(tài)濕度發(fā)生器進(jìn)行檢定。由于重量濕度計(jì)工作過程復(fù)雜，給一級精密露點(diǎn)儀的檢定、傳遞工作帶來很大困難。我國濕度行業(yè)的管理與技術(shù)人員目前也正在討論、商定建立一個高精度的動態(tài)濕度發(fā)生器（雙溫雙壓法）作為濕度計(jì)量的副基準(zhǔn)或工作基準(zhǔn)，用于一級濕度標(biāo)準(zhǔn)器具的檢定工作。

  （2）二級標(biāo)準(zhǔn)精密露點(diǎn)儀檢定，由一級標(biāo)準(zhǔn)精密露點(diǎn)儀作為標(biāo)準(zhǔn)，配有動態(tài)濕度發(fā)生器或直接利用作為一級標(biāo)準(zhǔn)的動態(tài)濕度發(fā)生器進(jìn)行檢定。這里需要說明的是標(biāo)準(zhǔn)干濕表由于使用條件、測試范圍等原因限制，很少由于濕度傳遞，本文沒有用干濕表作標(biāo)準(zhǔn)器（包括一級、二級標(biāo)準(zhǔn)）的介紹。

  （3）工作計(jì)量器具的露點(diǎn)儀檢定，由二級（或一級）標(biāo)準(zhǔn)精密露點(diǎn)儀作為標(biāo)準(zhǔn)，配有動態(tài)濕度發(fā)生器或直接利用作為二級標(biāo)準(zhǔn)的動態(tài)濕度發(fā)生器進(jìn)行檢定。

  2.檢定氣路系統(tǒng)

  管材和管型要求使用不銹鋼管、紫銅管或壁厚不小于1mm 的聚四氟乙烯管、聚丙烯管作為采樣管。檢定常溫氣體濕度，露點(diǎn)溫度在-20℃～＋60℃之間時，可以使用氟橡膠管。不允許使用乳膠管、普通橡膠管和薄壁塑料管，防止水分子通過連接管路時與外界通過滲透造成較大的測試不確定度。

  管路的連接方式可以使用錐型墊密封或硅（氟）橡膠“○" 型圈密封的活接頭，如管道有焊接處，應(yīng)先做認(rèn)真清洗。用軟質(zhì)材料的管子套接時，應(yīng)內(nèi)襯一段硬質(zhì)材料的管子，并在外面用鋼絲纏緊。

  被檢儀器的露點(diǎn)測量室出口放空時，需接一不短于2m的放空管，防止外界環(huán)境空氣通過測量室出口進(jìn)入測量室。

  3.檢定露點(diǎn)儀時，需用轉(zhuǎn)子流量計(jì)測量樣氣的流量，一般在露點(diǎn)儀的進(jìn)口前的管路中進(jìn)行測量。光電檢測熱電制冷鏡面冷凝式露點(diǎn)儀一般都有樣氣流量范圍要求，多數(shù)要求1～10L/Min 的流量。當(dāng)流量過小時，整個系統(tǒng)的穩(wěn)定時間太長，同時環(huán)境因素造成的不確定度相對過大；當(dāng)流量太大時，露點(diǎn)儀測量室內(nèi)樣氣掠過冷鏡面的流速過大，露點(diǎn)溫度不好穩(wěn)定，且露點(diǎn)溫度測試值系統(tǒng)誤差大（指示值一般會低些）。

  4.另外按儀器的要求，當(dāng)檢定實(shí)驗(yàn)室的供電電源電壓超過額定值的10％時，應(yīng)采取穩(wěn)壓措施。

  5.測量低濕度的露點(diǎn)儀，經(jīng)常配有水冷系統(tǒng)，此時要求按照露點(diǎn)儀的具體技術(shù)要求，配備壓力比較穩(wěn)定的水源，避免水流量波動太大，使露點(diǎn)儀難以穩(wěn)定。

（三）檢定項(xiàng)目及檢定方法

  1.外觀檢查 檢查儀器是否受過強(qiáng)烈震動、碰撞、腐蝕等損害，主要查看外殼元明顯受潮銹蝕、受碰損壞之痕跡，銘牌清晰；檢查電纜及接頭的接觸處是否清潔、有無松動現(xiàn)象，并用三用表檢查其接觸是否良好；清點(diǎn)儀器附件及技術(shù)文件是否齊全。

  2.打開露點(diǎn)測量室，檢查露點(diǎn)室內(nèi)無微粒、油霧等污染物污染，鏡面無劃痕，所有光學(xué)器件無松動。檢查鏡面、發(fā)光二極管及光電傳感器外罩，如發(fā)現(xiàn)有明顯損傷應(yīng)予以更換。清洗鏡面及光電器件外罩。清洗時使用棉簽沾清洗劑（一般由儀器自配，無自配清洗劑時，可使用無水乙醇）輕輕擦洗，并及時用干棉簽將殘留的清洗劑吸干。注意不要在鏡面上和光學(xué)器件上留下棉花纖維。

  3.用棉簽沾無水乙醇清洗接頭各部件，一般利用大流量吹采樣氣路，使氣路清潔。接好氣路后用憋壓的方法檢查氣路的氣密性。

  4.接通電源，掀動各按鈕，檢查各試驗(yàn)設(shè)備是否運(yùn)行正常。

  5.準(zhǔn)確度檢定內(nèi)容

  （1）根據(jù)被檢露點(diǎn)儀的測濕范圍確定檢定露點(diǎn)溫度點(diǎn)，一般順序是從低濕點(diǎn)開始向高濕點(diǎn)，每10℃為間隔，到 +20℃ 為止。使用重量法濕度計(jì)檢定時，檢定范圍從 -20℃～+20℃。

  （2）調(diào)節(jié)濕度發(fā)生器到被檢濕度設(shè)定點(diǎn)，當(dāng)濕度發(fā)生器（與標(biāo)準(zhǔn)露點(diǎn)儀）穩(wěn)定后，才可開始露點(diǎn)儀檢定工作，一般不低于15min。此時標(biāo)準(zhǔn)器（標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)濕度發(fā)生器或標(biāo)準(zhǔn)露點(diǎn)儀）、被檢露點(diǎn)儀的顯示值相對穩(wěn)定，波動度小于標(biāo)準(zhǔn)器的合成不確定度。

  （3）采用定時記錄的方法，記錄標(biāo)準(zhǔn)器與被檢露點(diǎn)儀的測試值。一般每分鐘記錄一組數(shù)據(jù)，累計(jì)記錄不少于 11 組數(shù)據(jù)。

  （4）檢定結(jié)束后，一般先關(guān)閉露點(diǎn)儀（包括標(biāo)準(zhǔn)露點(diǎn)儀）的電源，將濕度發(fā)生器調(diào)至低濕度，用大流量干氣吹整個氣路系統(tǒng)3～5min之后再關(guān)閉濕度發(fā)生器，關(guān)閉露點(diǎn)儀冷卻水。取下露點(diǎn)儀后，及時將露點(diǎn)室進(jìn)出口密封，防止灰塵進(jìn)入。