什么類型的露點測量原理比較適用于壓縮空氣,?
水分一直是壓縮空氣系統(tǒng)中的一項難題,。當露點傳感器處于工作狀態(tài)時,,可以采取措施避免出現(xiàn)故障,、操作效率低下或產(chǎn)品差等問題。但是,,壓縮空氣系統(tǒng)中露點的測量可能存在多種困難,,從而導致讀數(shù)錯誤、穩(wěn)定性差甚傳感器故障,。
壓縮空氣系統(tǒng)中的露點儀經(jīng)常出現(xiàn)的問題通常集中在以下方面:
•響應時間
•讀數(shù)的性
•從水濺或冷凝中恢復
•接觸壓縮機油
為了很好地理解這些挑戰(zhàn),,我們首先探討一下傳感器技術之間的性能差異,。
冷鏡傳感器、金屬氧化物傳感器和聚合物傳感器是三種不同類型測量原理類型,。
冷鏡技術可以在廣泛的露點范圍內(nèi)提供精度,。它的工作原理基于露點的基本定義——冷卻一定量的空氣直到形成冷凝。氣體樣本通過由冷卻器進行冷卻的金屬鏡面,,然后將光導向鏡面,,以便光學傳感器測量反射光量。當鏡面冷卻到在其表面開始產(chǎn)生冷凝(即已經(jīng)達到露點)時,,鏡面反射的光量減少,,這反過來又由光學傳感器檢測到。然后,,鏡面上的溫度傳感器將會細致地調(diào)節(jié)冷卻速度,。一旦在蒸發(fā)和冷凝的速率之間達到平衡狀態(tài),鏡面溫度等于露點,。由于冷鏡的光學測量原理,,該傳感器對鏡表面上存在的污垢、油污,、灰塵和其他污染物高度敏感,。類似地,的冷鏡設備往往很昂貴,,一般用于要求精度且可以頻繁進行維護和清潔的情況下,。
接下來是電容式金屬氧化物傳感器,它采用的是氧化鋁技術,,用于在工業(yè)過程中測量超低露點,。雖然設計中使用的材料類型可能不同,但傳感器的結構和工作原理通常保持不變,。電容式傳感器采用分層結構構建,,依次是基板基礎層、下部電極,、吸濕性金屬氧化物中間層和透水上部電極,。上下電極之間的電容根據(jù)金屬氧化物層(電容器的電介質(zhì))吸收的水蒸氣量而變化,這造了露點測量功能,。這種傳感器在-100°C甚更低的溫度下出色的低露點測量精度,,但對于露點在較高范圍中變化不定的工藝(如制冷劑干燥系統(tǒng)),其長期穩(wěn)定性往往較差,。高濕和冷凝也容易損壞金屬氧化物傳感器,。輸出讀數(shù)的漂移意味著傳感器需要頻繁校準,而校準工作通常只能在制造商的校準實驗室中進行,。
傳感器類型而言,,電容式聚合物傳感器除了出色的長期穩(wěn)定性外,,還可以在較大的濕度范圍內(nèi)地進行測量。自維薩拉于1997年1月推出用于測量露點的聚合物傳感器以來,,DRYCAP技術已廣泛用于各種工業(yè)和氣象應用,。自從有了新的創(chuàng),聚合物傳感器也可用于低露點應用,。盡管電容式聚合物傳感器工作原理與金屬氧化物傳感器相似,,但仍存在一些關鍵差異。除了在吸濕層中存在的材料差異(聚合物與金屬氧化物)外,,電容式聚合物傳感器還與電阻式溫度傳感器關聯(lián)在一起,。聚合物傳感器根據(jù)相對濕度(RH)測量濕度(被測氣體中的水分子含量),而溫度傳感器則測量聚合物傳感器的溫度,。根據(jù)這兩個值,,變送器電子裝置中的微處理器可以計算露點溫度。維薩拉還發(fā)明了一種自動校準功能,,旨在利用聚合物傳感器在非常干燥的條件下測量的露點值,。當相對濕度接近零時,濕度的微小變化將導致露點讀數(shù)發(fā)生相當大的變化,。例如,,在室溫下,露點-40°C和-50°C分別對應于0.8%RH和0.3%RH的相對濕度,。利用聚合物傳感器的典型±2%RH精度指標,,可以在低-9°C的露點溫度下實現(xiàn)±2°C露點的精度。自動校準可將此精度從±2ºC擴展到低-80°C露點溫度,。
在自動校準期間,,人們會對傳感器進行加熱并使其冷卻,同時監(jiān)測并繪制傳感器的濕度和監(jiān)測的讀數(shù),。然后,,該數(shù)據(jù)將在接受分析后用于調(diào)整濕度傳感器的讀數(shù)。
這一校準的關鍵在于傳感器的輸出等于相對濕度(RH),,而相對濕度隨溫度而變化,。這種*的物理依賴性使得自動校準可以評估在0%RH下的低濕度讀數(shù)是否正確。然后,,微處理器會自動糾正所有可能的漂移,。這樣,即使在低露點時,,其精度也優(yōu)于±2ºC,。
聚合物技術是經(jīng)多年測試和精心選材的成果,它與電子技術相結合,,可為極少需要對露點變送器進行維護的應用提供高性能解決方案,。