微量水分測(cè)試儀的四種類型

　　微量水分測(cè)試儀主要分為四種類型

　　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)，因此從氧氣中吸收水分，通過連續(xù)的電解過程，樣氣的水分含量與電解后的水分是應(yīng)該是平衡的。電極電流與氧氣中水分含量成比例，信號(hào)經(jīng)過儀器內(nèi)部信號(hào)放大器處理，然后顯示并數(shù)據(jù)讀出。此原理用來測(cè)量所有氣體。包括Cl2、HCl、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。探頭與氧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)。用戶可以十分容易地在五分鐘內(nèi)完成探頭的再生工作。探頭可以通過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氧氣的濕度。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，通過改變材料和提高工藝使得傳感器穩(wěn)定度大大提高，通過對(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)問題。

　　優(yōu)點(diǎn)：反映速度快。

　　缺點(diǎn)：精度較差。

　　3、冷鏡法

　　讓氧氣流經(jīng)露點(diǎn)冷鏡室的冷凝鏡，通過等壓制冷，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)的溫度即是氧氣的露點(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)氧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)。