微量水分析儀主要可分為四種類型,分別是:電解法、阻容法、冷鏡法以及光纖法,其中:
1、阻容法:阻容法又叫電容法,是利用一個高純鋁棒,表面氧化成一層超薄的氧化鋁薄膜,其外鍍一層多空的網(wǎng)狀金膜,金膜與鋁棒之間形成電容,由于氧化鋁薄膜的吸水特性,導(dǎo)致電容值隨樣氣水分的多少而改變,測量該電容值即可得到樣氣的濕度。該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是測量量程可更低,甚至達(dá)-100℃,另一突出優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)速度非常快,從干到濕響應(yīng)一分鐘可達(dá)90%,因而多用于現(xiàn)場和快速測量場合;缺點(diǎn)是精度較差,不確定度多為±2~3℃。但隨著各廠家的不斷努力,該方法正在逐漸得到完善,例如,通過改變材料和提高工藝使得傳感器穩(wěn)定度大大提高,通過對傳感器響應(yīng)曲線的補(bǔ)償作到了飽和線性,解決了自動校準(zhǔn)問題。優(yōu)點(diǎn):反映速度快;缺點(diǎn):精度較差。
2、光纖法:光纖濕度傳感器的表面為具有不同反射系數(shù)的氧化硅和氧化鋯構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu),通過先進(jìn)的熱固化技術(shù),使傳感器表面的孔徑控制在0.3nm, 0.28nm的水分子可以滲入。控制器發(fā)射出一束790-820nm的近紅外光,通過光纖電纜傳送給傳感器,進(jìn)入到傳感器的水分子會改變光的反射系數(shù),從而引起波長的變化,該變化量與介質(zhì)的水分含量成相應(yīng)的比例關(guān)系。通過測量接收到的光的波長,就可以得到介質(zhì)的露點(diǎn)及水分含量。優(yōu)點(diǎn):精度高,免維護(hù),非常穩(wěn)定,可測量含H2S、HCL等的腐蝕性介質(zhì);缺點(diǎn):傳輸光纖易折斷,需要保護(hù)。
3、冷鏡法:讓樣氣流經(jīng)露點(diǎn)冷鏡室的冷凝鏡,通過等壓制冷,使得樣氣達(dá)到飽和結(jié)露狀態(tài)(冷凝鏡上有液滴析出),測量冷凝鏡此時的溫度即是樣氣的露點(diǎn)。該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是精度高,尤其在采用半導(dǎo)體制冷和光電檢測技術(shù)后,不確定度甚至可達(dá)0.1℃;缺點(diǎn)是響應(yīng)速度較慢,尤其在露點(diǎn)-60℃以下,平衡時間甚至達(dá)幾個小時,而且此方法對樣氣的清潔性和腐蝕性要求也較高,否則會影響光電檢測效果或產(chǎn)生‘偽結(jié)露’造成測量誤差。優(yōu)點(diǎn):精度高;缺點(diǎn):響應(yīng)速度慢。
4、電解法:五氧化二磷傳感器利用電解水分子為氫氣與氧氣原理。此傳感器由一個玻璃材質(zhì)的圓柱和兩根并行的電極組成,根據(jù)具體應(yīng)用來選擇電極材質(zhì)(通常由鉑或銠金屬絲制成),并在兩根電極之間涂有很薄的一層磷酸H3PO4,在兩電極之間出現(xiàn)的電解電流,使酸中的水分分解為H2和O2。此過程的終產(chǎn)物是五氧化二磷,P2O5是高吸濕性物質(zhì),因此從樣氣中吸收水分,通過連續(xù)的電解過程,樣氣的水分含量與電解后的水分是應(yīng)該是平衡的。電極電流與樣氣中水分含量成比例,信號經(jīng)過儀器內(nèi)部信號放大器處理,然后顯示并數(shù)據(jù)讀出。此原理用來測量所有氣體。包 括Cl2、HC l 、H2S、H2SO4 、HBr、SO2 、SF6 、CO2等氣體和全部惰性氣體,極少數(shù)會同磷酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氣體除外。優(yōu)點(diǎn):測試靈敏度高,適合非常微量的水/痕水測試,同時可以測量腐蝕性氣體。缺點(diǎn):傳感器需要定期重涂,漂移較大,易受H2,O2等背景氣影響。平衡時間長,響應(yīng)慢。
lv氣lv化氫中微量水分析儀利用電解水分子為氫氣與氧氣原理。此傳感器由一個玻璃材質(zhì)的圓柱和兩根并行的電極組成,根據(jù)具體應(yīng)用來選擇電極材質(zhì),并在兩根電極之間涂有很薄的一層磷酸H3PO4,在兩電極之間出現(xiàn)的電解電流,使酸中的水分分解為H2和O2。此過程的zui終產(chǎn)物是五氧化二磷,P2O5是高吸濕性物質(zhì),因此從樣氣中吸收水分,通過連續(xù)的電解過程,樣氣的水分含量與電解后的水分是應(yīng)該是平衡的。電極電流與樣氣中水分含量成比例,信號經(jīng)過儀器內(nèi)部信號放大器處理,然后顯示并數(shù)據(jù)讀出。此原理用來測量所有氣體。包 括Cl2、HCl 、H2S、H2SO4 、HBr、SO2 、SF6 、CO2等氣體和全部惰性氣體,極少數(shù)會同磷酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氣體除外。