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露點儀的測量條件如何抉擇?

更新時間:2022-04-26 點擊量:1039
  在露點儀的設(shè)計中,應(yīng)考慮各種直接影響露點過程中熱量和質(zhì)量交換的因素。該原理也適用于自動化程度較低的露點儀操作條件的選擇,本文主要討論鏡面冷卻速度和樣品氣速。
  被測氣體的溫度通常是室溫,因此,當(dāng)空氣流過露點室時,系統(tǒng)的傳熱傳質(zhì)過程不可避免地受到影響,當(dāng)其他條件固定時,增加流量將有利于傳質(zhì)。特別是在低霜點測量中,應(yīng)適當(dāng)提高速度以加快露層的形成,但速度不應(yīng)過高,否則會引起過熱的問題。這對熱電裝置尤其明顯。制冷露點儀制冷功率低,流量過大也會導(dǎo)致露室壓力降低,流量的變化會影響系統(tǒng)的熱平衡,因此在露點測量中必須選擇合適的流量。流量的選擇取決于制冷方式和露點室的結(jié)構(gòu),一般流速范圍在0.4~0.7L·min-1之間,為了減小傳熱的影響,可以考慮在傳熱過程中。
  所測量的氣體在進入露點室之前被預(yù)冷卻。
  在露點測量中,反射鏡冷卻速度的控制是一個重要問題。自動光電露點儀的設(shè)計是由設(shè)計決定的,而手動控制的露點儀在運行中是一個問題,因為在冷卻點、測溫點和導(dǎo)熱點之間有一個過程和一定的溫度梯度。因此,熱慣量會影響冷源的凝結(jié)過程和凝結(jié)速度(霜凍),露點儀給測量結(jié)果帶來誤差。例如,由于結(jié)構(gòu)關(guān)系,鉑電阻溫度傳感器的測量點與鏡面之間的溫度梯度相對較大,并且導(dǎo)熱速度相對較慢,使得溫度測量和冷凝可以不能同步,而且露層的厚度也不能控制,這會對視覺檢測產(chǎn)生負(fù)誤差。
  另一個問題是過快的冷卻可能導(dǎo)致過冷。我們知道,在某些條件下,當(dāng)水蒸氣達(dá)到飽和時,液相仍然不會出現(xiàn),或者當(dāng)水低于零時,它不會凍結(jié)。這種現(xiàn)象被稱為過飽和或過冷。對于冷凝(或霜凍)過程,這種現(xiàn)象通常是由非常干凈的氣體和鏡面造成的,甚至缺乏足夠數(shù)量的冷凝核。電子束形成溫度比實際露點溫度低幾度。
  過冷是瞬態(tài)的,總時間與露點或霜點溫度有關(guān)。這種現(xiàn)象可以通過顯微鏡觀察到。一種解決方案是反復(fù)加熱和冷卻鏡面直到消除這種現(xiàn)象。另一種解決方案是直接使用蒸汽壓力數(shù)據(jù)。這與氣象系統(tǒng)低于零時相對濕度的定義是一致的。
  由此可見,露點儀無論是熱慣性還是過冷現(xiàn)象,冷卻速度都不應(yīng)太快。如果冷卻速率超過合理范圍,冷卻速度越快,熱慣量越大,露點測量誤差越大,越容易發(fā)生過冷,通常通過實驗確定最佳冷卻速率。
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