| 濕度發(fā)生器 |
| 從目前來看,，濕度發(fā)生器主要利用一下五種原理。 1 改變已知濕度氣體（主要是指飽和濕氣）狀態(tài)的方法 ,。我們知道,，氣體的狀態(tài)由壓力、溫度和體積來確定,，對于飽和濕 氣,，如果狀態(tài)條件不變，那末水汽的含量是恒定的,，反之,，若狀態(tài)改變，水汽含量亦隨之改變,。于是可以利用熱力學 P ,、 v 、 T 關(guān)系配制出所要求的濕度的氣體,，基于這一原理的方法有改變壓力的方法,，即雙壓法；改變溫度的方法,，即雙溫法,；以及同時改變壓 力和溫度的方法； 2 混合法 ,，它又可以分為混流法和分流法兩種,。前者是將飽和濕氣或過熱蒸汽同干氣混合：后者是將一股干氣地按比例分 為兩股，其中一股用水汽飽和,，另一股仍保持干燥,、而后進行混合。 3 膜滲透法 ,，膜的一側(cè)是水,，由于膜兩側(cè)的水汽分壓不同，于是水汽通過膜向另一側(cè)滲透,?；蛇@一原理通常使用的方法是滲 透管配氣技術(shù)。 4 溫度固定點法 ,，即平衡水汽壓法,，這種方法是利用某些鹽類或其它化合物（例如硫酸和甘油）的水溶液在一定的條件下其氣 相中的水汽分壓保持恒定的原理,。 5 化學方法 。根據(jù)定比定律,，氫和氧在催化劑存在的情況下能按比例地化合,，生成定量的水。 飽和器是這些發(fā)生器結(jié)構(gòu)的重要組成部分,，是發(fā)生含有飽和水汽的濕空氣的裝置,，因此，建立在發(fā)生飽和濕氣基礎(chǔ)上的各種恒濕 氣體發(fā)生器,，其性能與飽和器的效率密切相關(guān),。從發(fā)生器的工作原理，特點和適用的濕度范圍出發(fā),，飽和器可以設(shè)計成多種形式,，主 要有（1）鼓泡式（2）噴霧式（3）塔板式（4）管式（5）離心式（6）“迷宮”式，這里不再詳細介紹,，有興趣可與編者,。 下面介紹幾種典型的濕度發(fā)生器 一、雙壓法 原理：氣體在加壓狀態(tài)下被水汽飽和然后減壓膨脹,。假如氣體在飽和,、膨脹過程溫度保持恒定，并服從理想氣體定律,，那末由道爾 頓定律可得到如下關(guān)系式： 式中 e w 和 P s 分別為飽和器中的飽和水汽分壓和氣體的總壓,， e c 和 P c 分別為試驗腔中的水汽分壓和氣體的總壓。那 末,，據(jù)定義,，在溫度 t 時，低壓下的氣體的相對溫度可按下式計算： U=Pc/Ps*100 如果飽和器內(nèi)的溫度和試驗室內(nèi)的溫度也不相同,，即變成既改變壓力也改變溫度的情況,，則試驗室的相對濕度可采用下式計算。 U=（Pc/Ps） * （ew（Ts）/ew（Tc）） * 100 式中 ew（Ts） 和 ew（Tc） 分別為飽和器和試驗腔溫度下的飽和水汽分壓,。 雙壓通常由如下六個部分組成 （ 1 ）氣源系統(tǒng) （ 2 ）載氣干燥系統(tǒng) （ 3 ）飽和器系統(tǒng) （ 4 ）試驗腔 （ 5 ）恒溫系統(tǒng) （ 6 ）溫度和壓力的測量與控制系統(tǒng) 二,、雙溫法 原理：ts 和 tc 分別為飽和器溫度和試驗腔溫度，通過氣泵使氣流在飽和器與試驗腔之間不斷循環(huán),，經(jīng)過一定時間之后,，氣流 中的水汽達到飽和狀態(tài)。 e w （T s ） 是在溫度 T s 下的飽和水汽壓力,， e c 是在較高溫度 T c 下的飽和水汽壓力,。假設(shè)氣體 為理想氣體，并且飽和器總壓力 P s 等于試驗腔內(nèi)氣體的總壓力 P c ,，那么,，在溫度為 T c 的試驗腔內(nèi)氣體的相對濕度可以用如 下式計算： U=（ew（Ts）/ew（Tc）） * 100 在 Ps 和 Pc 不一致時,，特別是在氣流速度較高的情況下，就需要考慮進行壓力修正,， U=（ew（Ts）/ew（Tc）） * （Pc/Ps） * 100 基于兩個溫度原理設(shè)計的密閉式有多種不同的結(jié)構(gòu)形式,。 三、低霜點 低霜點是一種專門用于低濕領(lǐng)域校正的能夠發(fā)生水汽含量低至 ppm 級（即低于百萬分之一）氣體的設(shè)備,。 同雙溫法相似，霜點制備已知濕度氣體的過程是一個等壓變溫過程,。經(jīng)過充分干燥的氣體首先流經(jīng)一個熱交換器然后 進入飽和器,，換熱器和飽和器均浸沒在一個恒溫液體槽中。飽和器是一根螺旋形金屬盤管,。管的內(nèi)表面為大約 1mm 厚的薄冰層所覆 蓋,。通過飽和器的氣流距離冰層表面不超過 4mm 。在流速為 2L/min 時,，氣體的平均傳質(zhì)時間大約 7s ,。 干氣流經(jīng)過換熱達到槽溫而后進入飽和器，因為使氣流達到飽和所需的水汽量非常小,，所以管內(nèi)冰的升華作用不會導(dǎo)致冰面溫度 明顯下降,，另外，由于盤管足夠長,，氣體的飽和過程在盤管的前部就己完成,，盤管其余部分只是作為飽和氣體zui后換熱之用。通過飽 和器的氣體不存在明顯的壓力降,。飽和器出口端氣體的溫度與飽和器的溫度相同或十分接近,，所以這一溫度可視為氣流的霜點溫度。 四 ,、分流法 原理：干氣源（一般是干空氣）的氣體按一定的比例分成兩部分,，一路進入飽和器 S ，被飽和的氣流在混合室 C M 中同另一 股干氣混合,，而后進入試驗腔 C T ,，zui后排入大氣。飽和器,、混合室和試驗腔浸在同一個恒溫槽中,。 試驗腔中的相對濕度是下列因素的函數(shù)： （1） 通過飽和器的空氣的份數(shù)。 （2） 飽和器中的總壓力,。 （3） 飽和水汽壓力,。 （4） 試驗腔中的水汽分壓力。 計算試驗腔中相對濕度的公式： U=100 * X / [1-（1-X） es/Ps ] 式中,，X分流比,，es為飽和器中的水汽分壓力,， Ps為飽和器中的總壓力。 分流法的相對溫度不確定度一般在 1-3 ％范圍內(nèi),；所以在低溫下使用上述簡化式完滿足方法的準確度要求,。 五、滲透法 滲透管的工作基礎(chǔ)就是依據(jù)膜滲透原理,，水分子穿過管壁的滲透過程遵循 Fick 定律,， q=-D*S * （dP/dB） 式中， q: 滲透速率,， D ：滲透系數(shù) S: 有效滲透面積,， dP/dB: 膜兩側(cè)水汽的壓力梯度，其中 B 為膜的厚度,。 由上式可見滲透速率與膜的材料及其密度,、厚度、有效滲透面積,、材料的物理特性（如親水或憎水）以及膜兩側(cè)的水汽分壓差等 有關(guān),。 發(fā)生器輸出的標準氣的水分濃度按下式計算： C=（q*V） / （F*Mv） 式中： C ——標準汽的水分濃度，單位為 ppmv q ——標定溫度對應(yīng)的滲透率,，單位為μ g/min V ——水汽的摩爾體積,，單位為 L/mol F ——干載氣流量，單位為 L/min Mv ——水的摩爾質(zhì)量,，單位為 g/mol 由上可知,，載氣的干燥程度及其流量會直接影響輸出氣體的濕度量值。因此,，載氣必須經(jīng)干燥系統(tǒng)充分干燥,，同時要求氣源穩(wěn)定 和對流量進行準確的測量。發(fā)生器的準確度取決于所用的滲透管滲透率標定的不確定度,、氣源的穩(wěn)定性,、載氣流量測定的準確度，以及恒溫精度,。 英國密析爾（MICHELL）儀表為zui大的濕度露點儀表生產(chǎn)廠家,，在歐洲濕度檢測領(lǐng)域有過半的*，擁有超過35年的專業(yè)技術(shù),，開發(fā)一整套變送器,、露點儀、校驗系統(tǒng)等產(chǎn)品,，歐盟/美國國家標準實驗室全都是使用MICHELL產(chǎn)品作為標準儀器,。我們英國密析爾（MICHELL）儀表在中國地區(qū)全程銷售技術(shù)提供商，咨詢產(chǎn)品。 |
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