湿度测量中8个常见陷阱及其避免方法

　　水分含量的测量是一个复杂的课题，但不需要很困难。本文介绍了微水测量中常见的一些错误，问题的原因以及如何避免这些错误。

　　错误和不良做法会导致湿度测量值与预期值不同，良好的取样技术对于准确可靠的结果至关重要。设计湿度取样系统时，应考虑以下要素：

　　1)材料渗透性

　　2_)吸附和解吸

　　3)取样管长度

　　4)闭死容积和截留水分

　　5)样气处理

　　6)冷凝和泄漏

　　7)取样管和长度

　　8)流速

　　下面将详细讨论其中的每一项。

　　1)材料渗透性和湿度:

　　所有材料都能透过水蒸气，因为水分子相对固体的结构非常小，即使与金属的晶体结构相比也是如此。下图显示了使用非常干燥的气体吹扫时，不同材料的管道内的露点，其中管道外部处于环境中。

　　许多材料含有水分作为其结构的一部分，特别是有机材料（天然或合成），盐（或任何含有它们的东西）和任何有小孔的东西。重要的是要确保使用的材料适合应用。

　　如果施加在压缩空气管道外部的水蒸气分压高于内部，则大气中水蒸气将自然推动多孔介质，导致水迁移到压缩空气管道中。这种效应称为蒸腾作用。

　　2)吸附和解吸:

　　吸附是气体、液体或溶解固体中的原子、离子或分子粘附在材料表面，形成薄膜。在较高的压力和较低的温度下，吸附速率增加。

　　解吸是物质从材料表面释放或通过材料表面释放。在恒定的环境条件下，被吸附的物质几乎会无限期地停留在表面上。然而，随着温度的升高，发生解吸的可能性也随之增大。

　　实际上，随着环境温度的波动，水分子从样品管的内表面被吸附和解吸，导致测量露点的小波动。

　　3)取样管长度:

　　取样点应始终尽可能接近临界测量点，以便获得真正具有代表性的测量结果。传感器或仪器的取样管线长度应尽可能短。互连点和阀门会截留水分，因此使用尽可能简单的取样安排将减少用干气吹扫时取样系统干燥所需的时间。

　　在长时间的管路运行过程中，水将不可避免地迁移到任何管线中，吸附和解吸的效果将变得更加明显。从上图可以清楚地看出，抗蒸腾的佳材料是不锈钢和聚四氟乙烯。

　　4)闭死容积和截留水分:

　　取样管路中的死区（不在直接流动路径中的区域）固定在缓慢释放到通过气体中的水分子上；这会导致吹扫和响应时间增加，且比预期读数更湿润。过滤器、阀门（例如压力调节器的橡胶）或系统任何其他部件中的吸湿材料也可截留水分。

　　5)样气处理:

　　根据测量技术的不同，样气处理通常是必要的，以避免敏感测量部件暴露在液体和其他污染物中，这些污染物可能会随着时间的推移造成损坏或影响精度。

　　微粒过滤器用于去除样气流中的污垢、铁锈、氧化皮和任何其他固体。为防止液体进入，应使用凝聚式过滤器。

　　膜过滤器是一种更昂贵，但高效的替代凝聚式过滤器。它提供了液滴保护，甚至可以在遇到大液滴时阻止流入分析仪。

　　6)冷凝和泄漏:

　　保持取样系统管道的温度高于样气的露点对于防止冷凝至关重要。任何冷凝都会使取样过程失效，因为它会改变被测气体的水蒸气含量。冷凝液可以通过滴落或流到其他可能重新蒸发的地方来改变其他地方的湿度。

　　所有连接的完整性也是一个重要的考虑因素，尤其是在高压下对低露点取样时。如果高压管路发生小泄漏，气体会泄漏，但泄漏点处会产生漩涡，负蒸汽压差也会使水蒸气污染流量。

　　7)流速

　　理论上，流量对测量的含水量没有直接影响，但在实践中，它会对响应速度和精度产生意想不到的影响。佳流量速率因测量技术而异，可在仪器或传感器手册中找到。

　　流速不足会导致：

　　1.加强对通过取样系统的气体的吸附和解吸作用。

　　2.在一个复杂的取样系统中，允许湿气袋保持不受干扰，然后逐渐释放到样气流中。

　　3.增加反向扩散造成污染的可能性：比样气更湿的环境空气可以从排气孔回到系统中。较长的排气管（有时称为尾纤）也有助于缓解这一问题。

　　4.减缓传感器对含水量变化的响应。

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