露点分析仪的三种原理

现今测量露点普遍采用的方法有三种：冷镜法、金属氧化物法和聚合物法。

       1、冷镜法可以在很宽的测量范围内取得较高的精度。国标GB5832.2作了如下描述：使被测气体在恒定压 力下，以一定的流量流经露点仪测定室中的抛光金属镜面。该镜面的温度可以人为地降低并可精度测量，当气 体中水蒸气随着镜面温度逐渐降低而达到饱和时，镜面上开始出现结雾，此时所测量到的温度即为零点。

       2、金属氧化物传感器，如AL203,传感内芯为一高纯铝棒通过电化学方法表面形成氧化铝薄膜，在膜上淀 积一层多孔金膜，该金膜与内芯之间形成电容，由于多孔膜吸水特性，当水蒸气被吸入其中时，导致电容值发 生变化，检测放大该电容变化信号即可得到对应温度值，再通过换算得到露点值，由于信号放大和数值转换， 使这一方法误差较大。由于探头敏感部位容易受到灰尘或有害气体的影响，以及阳氧化过程中残留的硫酸对 氧化铝腐蚀等原因，传感器存在老化失真问题，加之传感器使用条件与校准条件不同和贮存条件不良，都会产 生相当大的误差，这种零点漂移造成的测量失真也不容忽视。氧化铝露点计容易产生相当大的误差，这种零点 漂移造成的测量失真也不容忽视。氧化铝露点计容易产生意想不到的测量误差，使用者须随时注意并定期

       (如半年或一年)将传感器送到国家计量部门进行标准校定。传感器一旦失灵或损坏，维修成本很高。典型产 品如：美国GE、英国MICHELLx英国show.

       3、 高分子聚脂薄膜传感器，由电容型聚合物薄膜测湿度传感器及电阻型测温传感器组成，湿度传感器测量 被测气体中的水分，从而测出相对湿度，测温传感器测量气体中的温度。通过测湿和测温二个参数计算出露点 值，它反映迅速，抗结露。零点漂移较小，是理想的露点测量产品选择。典型产品：瑞士ROTRONICx芬兰 VAISALAo

       关于材料的选择，管路材料决定了它能输送气体的露点值：不锈钢管路可以输送负80摄氏度的露点气体， 耐压塑料管只能输送负40摄氏度的露点气体，而通过普通橡胶管(如氧气管)的气体，不管它原来露点有多 少也只能保持在负30摄氏度左右，氮气输送管路须清洁干燥才不会污染被送气体，钢铁管路因为其内壁容 易生锈而产生大量水气和尘埃，所以不能用于输送氮气，否则氮气的纯度和露点都受到损失，输送氮气的管路 密封性也至关重要，因为管路泄漏必然有氧气水气渗入，从而破坏了原有的纯度和露点值。

       温湿度和露点仪的作用

       湿度和露点在一定条件下存在着相互对应关系，一般而言相对湿度在10百分比RH以上和露点存在对应关系，当 测量特别低于5百分比RH以下湿度用露点仪来测量。相对湿度和温度有着大的关联，一定的温度值会改变湿度 值。例如：温度20'C,相对湿度5百分比RH,改变温度30C,此时湿度就为2.7百分比RH,而露点是一个J对值，本身 不受温度影响，当温度20C,相对湿度5百分比露点为-20CTd,用通俗的公式可以表述露点=温度+湿度(二者的 计算值)，即假设露点10Td= (8T+2H) = (5T+5H) = (9T+1H) = (1T+9H)= .....无论温度、湿度二者如 何变化，但露点是不变的，但压力会影响的。

       综上所述，现场安装温湿度探头，一定要尽量远离热干扰源，探头尽可能全部塞入管道内。湿度测量不能 间接测量(使用三通引气)，而露点可以通过三通引气间接测量。

      关于露点仪的选择

      一般而言，高分子聚脂薄膜传感器制成的露点仪只能测得到-60CTd左右，它的优点：反应速度快，抗冷 凝、零点漂移小、成本低，适合压缩机露点测量，锂电池' 干燥设备、注塑行业等，而金属氧化物传感器如 DP900 ,适合低露点测量，能达到-100CTd。缺点：反应速度慢，对水对灰尘对有害气体特别敏感，需经常 校验，使用成本高，适合干净气体和要求低露点气体生产厂家等。

湿度知识的补充：

湿度理论上听起来很简单——毕竟，它只是对空气中水汽含量的度量。然而，并非所有人都了解不同湿度参数之间的关系，或者湿度如何随温度和气压变化。本文旨在以通俗化的语言介绍几个关键湿度参数，同时阐述它们在不同工业应用中的重要作用。

为什么了解湿度很重要？

大多数工程师都能测量湿度，但并非所有人都了解不同湿度参数之间的相关关系，以及这些参数如何随温度和气压变化。如果在这些方面犯错误，即使是看似微小的错误，都有可能导致重大工艺影响，例如产品质量下降、能源浪费或不合规。

湿度测量不准确的后果会因应用场景而异。下面是一些应用示例，以及测量不准确可能带来的问题：

暖通空调与楼宇自动化：舒适度降低、室内空气质量下降、能效降低

洁净室（医药、生物技术、半导体领域）：监管不合规、产品安全风险

半导体制造：制造良率下降

电池生产及干燥室：安全风险、性能下降、制造良率降低

食品和饮料：产品一致性差、污染

压缩空气系统：冷凝和腐蚀

每位工程师都应了解的关键湿度概念

无论哪个行业，对湿度水平的误判都会导致控制决策失误，包括过度干燥、增加能源成本、低估冷凝风险和产品变质。那么，如何准确测量湿度？下文便是您需要了解的简要说明。

相对湿度 (RH)

RH 是湿度单位，但仍常被误解。RH 主要受温度影响——“相对湿度"中的“相对"就是指的空气中现有水汽量与当前温度下空气所能容纳的最大水汽量的比例。RH 以百分比表示，即水汽分压与饱和压力的比值。

Equation

 pw = 水汽分压

pws = 饱和水汽压

当 RH 达到 100%，也就是空气中能容纳的最大水分含量时，如果水分继续增加，多余的水分就必须通过冷凝转化为液态水或冰。当空气中没有水汽时，无论温度如何，RH 都会是 0%。这是因为饱和气压主要受温度影响，温度升高，饱和气压也会上升。也就是说，即使湿度保持不变，RH 也会随着温度升高而下降。

真实环境中的 RH：室外温度为 -14 °C，相对湿度为 60%。当进入办公楼的空气被加热至 +21 °C，但空气中的水分含量保持不变时，正常的通风系统都不会进行加湿或除湿。这是因为加热时水汽的饱和气压上升，空气中能容纳的最大水汽含量也会增加。由于水汽分压未发生变化，RH 会降至 5%，这通常意味着空气过于干燥，容易引起不适。

为什么依赖 RH 可能会导致判断失误：RH 主要受温度影响，即便是细微的温度变化也会导致 RH 大幅波动，而湿度实际上并未改变。这是因为 RH 反映的是空气在当前温度下接近饱和的程度，而不是实际的水分含量。故而，如果将 RH 作为独立参数使用，就会具有误导性。在极其干燥的加压环境中（如压缩空气系统中），RH 几乎没有参考价值，因为所有相关数值都极低（通常低于 1 %RH），导致分辨率差，无法准确区分压缩空气质量。

露点 (Td) 和霜点 (Tf)）

露点温度是仅次于相对湿度的常用湿度参数。简而言之，露点温度就是必须将空气冷却到水汽饱和状态时的温度。在这一节点上，多余的水分会开始冷凝。不同于 RH 的是，露点温度不受环境温度影响，而是与空气中的水分含量相关，并且总是低于或等于实际温度。

当露点温度低于 0 °C 时，为了更精确地表述，我们会将其称为霜点 (Tf)，此时水分将以冰的形式沉积，而不再是液态水。实践中，这两个术语常会交叉使用，仪表通常会报告“露点/霜点"(Td/f) 的合并值。

露点温度受气压影响，气压越高，露点温度越高。在正常大气条件下，露点温度不会超过 100 °C，因为在 100 °C 时，空气将由水汽组成。要进一步增加水分含量，必须相应增加水汽密度和气压。在半导体工艺等特殊应用中，为了提高材料的干燥效果，会使用真空，此时露点可以低至 –80 °C，约相当于 1 ppm 的水汽。

当不同温度下的饱和水汽压是已知变量时，可以根据 RH 和温度来计算露点。相反，如果已知露点和温度/RH，也可以计算出缺少的变量。露点是低湿度水平下的测量指标。测量中的不确定性会传递到所计算出的湿度参数中。因此，当湿度水平非常低时，直接测量露点通常更为准确，因为由 RH 和温度计算得出的露点可能与精确值相去甚远。