湿度测量在计量领域的新进展及发展趋势

湿度测量在计量领域的新进展及发展趋势氢氧发生器
摘要:湿度一般可被人们简单的定义成为一种气体系统成分中的含微水蒸气成分含量的相对最低的含量,是其中另一个最重要的环境参数。大气体系水分中蕴含着的极微量的水蒸气成分直接的影响涉及到影响着整个我们这个自然界内一切物质的所有一些的物理、化学事件过程和其他生物过程。湿度是主要指影响到各种气体材料之间的物质产生的热、电、光相互流动特性和热量交换传递的四方面性能中的一些理化特性。环境湿度问题往往同时还可以直接的影响分布于各类固体颗粒表面和许多其他的液体材料颗粒结构中含有的各种物质水分含量,引起这些固体材料的内部结构的许多细微的尺寸结构的变化,金属材料颗粒内部的局部化学应力腐蚀,甚至有时会影响决定于整个生物体颗粒内部环境的存亡。
关键词:湿度测量;计量;发展趋势
一、前言
湿度的测量的范围可以跨越109的几个数量级,从一个极低高度纯气体或仅是含几个单位ppb气体的饱和水蒸气浓度,到几个大气压条件下的高度纯气体饱和水蒸气[1]。湿度标准自动在
线测量的仪器控制和生产过程控制系统被广泛被应用于了诸如在航空航天、微电子、原子能、石油化工、电力、气象、仓储及搬运加工等的多个重要领域[2]。鉴于工业对湿度的自动化实时测量及其控制应用的越来越普遍与重要性,各国公司也大多都表示已一直在努力着手进行不断地研究及更新或改造与完善了其相关工业湿度标准。湿度的自动测量及其控制新技术研究已开始日渐成为国际标准化组织和国际有关技术委员会课题组关注及研究领域的焦点[3]。在国际上ISO9000质量体系认证、ISO17025实验室两个国际标准的认可标准过程中也就逐步有明确了我国湿度环境的测量在标准方面提出的许多具体规范要求,一个检测质量效果良好、确定的合理科学的我国湿度环境质量指标就可减少因一些或由此多种因素可能引发出现的我国各种相关技术争端,保证我国其环境产品质量,也因此极大的促进了我国加强了环境湿度传感器技术市场应用研究开发和计量校准仪器及相关检测技术实验室工作的发展。
二、湿度计的研究进展
测量干气体湿度质量变化速率的三种最小的基本物理变量式之一的是干湿水蒸气重量混合比,即湿干水蒸气质量和干混合湿干气质重量与之成相对之比,用重量法湿度计技术已成
功得以实现[4]。在采用重量法湿度计系统过程图中,气流介质过程中产生出的干燥湿水蒸气质量和干燥湿载气量能够被传感器完全的分离,并且均能同时被分别同时连续分别同时连续地收集测量和直接进行称量分析(或间接测量干气的体积和密度)计算所得。采用英国型NPL传感器驱动的重量法湿度计系统可被分别连续同时地收集连续测量干湿水蒸气质量和干气质量,它是目前测量范围最大,测量不确定度最小的重量法湿度计。混合比中对于空气湿度而言是个最简便直接、最基本准确的参量,但用重量法去测量空气混合比则技术难度过大、操作异常繁琐。
实际上测量空气的恒湿系数的度量值方法大多数仍然是采用露点,尽管事实上这些露点值通常已经不是一个最接近基本单位的湿度单位量。如果也可以将把露混合比温度与实际湿度间的对应温度关系直接的比喻成为热力学温标湿度与实际温度间对应的一个相对的关系,则露点比相对湿度与实际湿度对之间对应的温度相对温度关系则是类似于实用温标相对湿度(ITS-90)的相对湿度与其实际温度对之间相对的温对关系。在此,笔者介绍几种典型的湿度计的研究进展情况。
1.冷镜式精密露点仪
冷镜式平衡型精密镜面露点仪是指一种是指采用热电方式自动冷却镜面,自动准确检测镜面透露层温度的是一种平衡式设计的镜面精密镜面露点仪。基本测量参数这种精密露点仪同时也是一种严格地根据镜面露点温度测量的精度的定义的原理所设计生产并加工制成精密仪表的。由于温湿度仪表的制作及其技术原理十分稳定与可靠,技术也已经比较成熟,该一类型仪器现在还常被国家用来直接作为室内的湿度信号自动传递系统检测温湿度标准,广泛多地也被广泛应用于国家湿度标准实验室。
2.大气压离子质谱仪
大气压离子质谱仪APIMS是用来通过直接测量大气分子离子浓度的质荷和比容丰度值来实时检测水蒸气浓度状态的。基本参数大气压离子质谱法灵敏度极高,对于ppb量级以上的水蒸气湿度进行测量,该研究方法也可能说是当前最好用的一种分析研究方法,既是可以单独测量水蒸气含量也同样能够用于测量气体其他各种组分。其的缺点可能是测量成本高,操作复杂。
三、湿度发生器的研究进展
标准湿度发生器的工作原理应建立在坚实的理论基础上,并反映新的技术进展,标准湿度发生器的量值可溯源到SI单位。湿度发生器一般是能够在某一定值的空气温度、压力状态下自动产生一个恒定的湿气量的,它同样也常被广泛用于自动校准的湿度计。基本参数
1.单压法低霜点湿度发生器
为了充分满足可溯源性和校准可靠性的技术需要,很多西方国家的湿度实验室目前已经成功建立了或正在计划建立低霜点湿度发生器,其水蒸气浓度低于1ppm。低霜点湿度空气发生器主要的基本工作方法原理分别有:单压法、双电压法、分流法、扩散或渗透法原理等。单压法低霜点湿度发生器可直接降压实现无霜点,它几乎不依赖于已有的水蒸气压数据和气体的非理想性。重要的是,该方法不取决于气源的干燥程度,而这一点可能是其他类型湿度发生器的主要误差来源。美国的单压法低霜点湿度发生器LFPG饱和器和控温装置都有新设计,从-20℃~-80℃霜点范围, LFPG和双压法湿度发生器比对时,只有很小的系统误差。
2.库仑法湿度发生器
德国PTB建立出了一套新的库仑法湿度发生器。在使用该离子发生器装置中,由电解水中产生来的游离氢氧和氧能在离子催化剂的催化作用条件下迅速重新分解还原氧化成水。电解电流大小和载气流速大小决定了库仑法湿度发生器输出的最终湿度。该蒸气发生器的主要特性有这的一个最基本的优点,即在它被产生蒸汽后它的水蒸气压降并不仅局限作用于水面物体上表面或冰面,而是完全可通过由热电解法进行加热以产生水蒸气产生的,因此该蒸汽发生器可直接被直接地推到溯源推算到物质体积中的蒸气量这个基本单位。
五、展望
湿度的计量检测现已初步发展已成为国际一个相当成熟规范的标准计量检验领域,它建立有一整套自己独有的标准检定计量系统、基准标准、检定试验规程标准和仪器校准检验规范。然而,湿度的测量分析领域目前还有著很多仍未解决清楚的重大问题和新挑战。笔者个人认为,以下的几则方面也将一直是未来湿度测量研究发展研究的重点:
1.高温高湿的湿度测量;
2.低霜点的湿度测量;
3.污染与腐蚀性环境状态下的空气湿度的测量精度问题;
4.新原理、新技术湿度计系统的产品研发;
5.构建新的标准湿度发生器;
6.湿度测量的国际交流与合作。
参考文献
[1]湿度测量及控制方法[J].郭洪艳.天津科技. 2012(04).
[2]我国湿度测量仪器的现状与发展——访中国湿度与水分专业委员会主任委员易洪研究员[J].卢祁,易洪.中国仪器仪表. 2009(09).
[3]湿度测量及其在化工与其它领域中的应用[J].崔剑,张学范,傅兴天,辛宗伟.山东化工. 2006(01).
[4]不同湿度测量方法的比较及分析[J].康志茹,李小婷.计量技术. 2006(06).

本文发布于:2024-09-22 09:38:40,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/tex/4/377862.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

上一篇:汽车阻火器
标签:湿度   测量   水蒸气   标准   技术   研究
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议