露点是指空气湿度达到饱和时的温度。露点监测仪就是检测该温度的仪器。
一、露点湿度计的原理
露点湿度计的原理可以通过一个简单的实验来说明。若将一个光洁的金属表面放到相对湿度低于的空气中并使之冷却,当温度降到某一数值时,靠近该表面的相对湿度达到,这时将有露在表面上形成。因为在这个温度下空气中的水汽达到了饱和,冷表面附着的水膜和空气中的水份处于动态平衡,也就是说,在单位时间内离开和返回到表面上的水分子数相同,这就是Regnault原理。该原理可以叙述为:当壹定体积的湿空气在恒定的总压力下被均匀降温,直到空气中的水汽达到饱和状态,该状态叫做露点;在冷却的过程中,气体和水汽两者的分压力保持不变。如果空气的温度是Ta,露生成的温度为Td,则湿空气的相对湿度可以通过下式算出, U=[(在露点温度Td时的饱和水气压) /(在原来温度Ta时的饱和水气压)] * 式中饱和水汽压的数值可以通过查表得到。在0℃以下,水汽达到饱和时,水在镜面上结冰,此时的温度又叫做霜点。
二、露点测量中应该注意的若干问题
(一) 镜面污染对露点测量的影响
在露点测量中,镜面污染是一个突出的问题,其影响主要表现在两个方面;一是拉乌尔效应,二是改变镜面本底放射水平。拉乌尔效应是由水溶性物质造成的。如果被测气体中携带这种物质(一般是可溶性盐类)则镜面提前结露,使测量结果产生正偏差。若污染物是不溶于水的微粒,如灰尘等,则会增加本底的散射水平,从而使光电露点仪发生零点漂移。此外,一些沸点比水低的容易冷凝的物质(例如有机物)的蒸气,不言而喻将对露点的测量产生干扰。因此,无论哪一种类型的露点仪都应免污染镜面。一般说来,工业流程气体分析污染的影响是比较严重的。但即使是在纯气的测量中镜面的污染亦会随时间增加而积累。
(二) 露点仪测量条件的选择
在露点仪的设计中要着重考虑直接影响结露过程热质交换的因素,这个原则同样适用于自动化程度不太高的露点仪器操作条件的选择。这里主要讨论镜面降温速度和样气流速问题。被测气体的温度通常都是室温。因此当气流通过露点室时要影响体系的传热和传质过程。当其它条件固定时,加大流速将有利于气流和镜面之间的传质。在进行低霜点测量时,流速应适当高,以加快露层形成速度,但是流速不能太大,否则会造成过热问题。这对制冷功率比较小的热电制冷露点仪尤是明显。流速太大还会导致露点室压力降而流速的改变又将影响体系的热平衡。所以在露点测量中选择适当的流速是要的,流速的选择应视制冷方法和露点室的结构而定。一般的流速范围在0.4~0.7L﹒min-1之间。为了减小传热的影响,可考虑在被测气体进入露点室之前进行预冷处理。