露点&相对湿度及测量
露点的名词解释
露点的名词解释1、气体在液体中的饱和蒸气压达到该温度下该气体的液体饱和压力以下时的温度，叫做露点。
应用：露点是指空气冷却到饱和状态时，水汽开始冷凝成水的温度。
在平衡状态时，液面上空气的分压力等于大气压力加上液体的重度，所以叫正压力。
因为在大气压强下液体密度为1，在同一条件下，密度越大的液体露点越高。
露点计一般都是根据水的冰点温度选取。
露点又称凝点或冰点，它表示当空气温度降至其饱和程度时，水汽开始结露的最低温度。
例如：最常用的饱和水蒸气表露点是0 ℃，则气温是-15 ℃时，水蒸气表的露点就是-4 ℃。
这里还要说明一点，露点与蒸气压无关。
在一定温度下，液体的饱和蒸气压与该液体温度的平方根成反比，也就是说温度升高，饱和蒸气压减小；反之饱和蒸气压增大。
例如：当温度从0 ℃升高到50 ℃时，饱和蒸气压从1.01×10帕·米2/厘米2降低为0.98×10帕·米2 /厘米2，降低了40%。
因此，露点并不是表示气体中水汽含量的数值，而只是表示气体中水汽的最低温度。
2、利用露点计测定样品蒸发率。
样品蒸发率是指单位时间内液体蒸发掉的量。
具有“干”或“湿”的性质，是由样品的性质决定的。
它是确定湿度计算法测定原理及其他各种湿度测定法准确性的基础。
它是由于一些物质的性质所决定的。
常见的蒸发材料有：玻璃、金属、搪瓷、木材、纸张、石膏、水泥、人造纤维、食盐、蔗糖、食品、大理石、树脂、乳制品、化学药品、生物样品等。
其蒸发速度快慢不同，因此相对湿度随时间的变化就显著不同。
使用蒸发材料进行测量时，必须将材料的干燥程度考虑在内。
3、物质在自然条件下的一种特殊现象，是随着温度降低，所含的水分逐渐减少，水的凝结成水的现象。
从物理角度来讲，露点是在某一温度下，空气中水蒸气压等于或低于该温度下水的饱和蒸气压。
当水蒸气的温度高于气温时，这部分水蒸气处于过饱和状态。
当气温降到低于水的冰点时，水便要开始结冰。
泡点和露点计算
正丁烷 （1）
2.1
0.315
正戊烷 （2） 0.71
0.284
正己烷 （3） 0.25
0.1125
∑ 0.7115
传质分离过程
设温度为60℃，查P-T-K 图得K，将K值列于下表
组分 正丁烷 正戊烷 正己烷
∑
Ki
2.8
0.93
0.36
Kixi
0.42
0.372 0.162 0.954
yi
0.42
Ki f T, P, xi , yi
计算步骤：
L i
Pi S
iS
ˆ Vi P
exp ViL
P PiS RT
已知p,假设T 求出（或查出）各组分的相应参数
由已知的 x按i 理想状态求出Ki，初步算出 yi
求出 Ki，由已知的xi yi Ki xi
Ki xi 1 (通常取为0.005) 泡点T
如果 Ki xi 1 ; 升高T,重新计算。 Ki xi 1 ; 降低T,重新计算。
传质分离过程
开始 Y
输入P、y及有关参数
设T并令 1 作第一次迭代
计算PiS ,ViL ,iS ,ˆiV
调整T
计算 K i和xi 计算 xi
是否第一次迭代
圆整 xi
计算 i
Y
N
xi有无变化
N
xi 1 N
第二章 传质分离过程的热力学基础
2.2 多组分物系的泡点和露点的计算
1、定义：泡点Tb、泡点压力P、露点Td、露点压力P 2、泡、露点计算方法：根据相律 f=c-π+2=c。
类型 泡点温度
泡点压力 露点温度 露点压力
规定变量
P, x1 , x2 L L xc
露点的知识
压力露点与常压露点换算图表以及关于露点的知识2008-08-13 14:16:58 作者：佚名来源：网络学习本内容，主要是能分析对比出来压力露点和大气露点之间的关系，根据图中可以对比出来。
表2最大粉尘粒子尺寸和浓度注：1、粉尘粒子尺寸是基于过滤比ß=20时测得，测试方法的精度是该极限值的20% 。
2、测试进气工况：1大气压，温度20℃，相对湿度60%。
3、应该注意，压力高于大气压力时，污染物的浓度会相应增加。
表3压力露点（最大值）注：当要求更低压力露点时，必须特别指明。
此方法的最低精度通常满足ISO7138要求。
推荐的最大允许含量将随着压缩空气预计使用的场所而变化。
表4最大含油量注：对于无油润滑压缩机排出的空气，质量受进气过滤器和压缩机本身结构的影响。
关于露点的知识什么叫露点？它有什么有关？未饱和空气在保持水蒸气分压力不变（即保持绝对含水量不变）情况下降低温度，使之达到饱和状态时的温度叫“露点”。
温度降至露点时，湿空气中便有凝结水滴析出。
湿空气的露点不仅与温度有关，而且与湿空气中水分含量的多少有关，含水量大的露点高，含水量少的露点低。
什么是“压力露点”？湿空气被压缩后，水蒸气密度增加，温度也不过升，压缩空气冷却时，相对湿度便增加，当温度继续下降到相对湿度达100%时，便有水滴从压缩空气中析出，这时的湿度就是压缩空气的“压力露点”。
“压力露点”与“常压露点”有什么关系？“压力露点”与常压露点之间的对应关系与“压缩比”有关，一般用图表来表示。
在“压力露点”相同的情况下，“压缩”比越大，所对应的常压露点越低。
例如：0.7MPa的压缩空气压力露点为2时，相当于常压露点为-23℃。
当压力提高到1.0MPa时，同样的压力露点为2℃时，对应的常压露点降至-28℃。
压缩空气露点用什么仪器来测量？压力露点单位虽然是℃，但它的内涵是压缩空气的含水量。
因此测量露点实际上就是测空气的含水量。
测量压缩空气露点的仪器很多，有用氮气、乙醚等作冷源的“镜面露点仪”，有用五氧化二磷、氯化锂等作电解质的“电解湿度计”等等。
关于露点温度的计算方法
关于露点温度的计算方法例如：23℃，RH45%的湿度，对应的露点温度算法：先在温度对应的饱和水汽压上查找23℃，对应的饱和水汽压——21.07毫米汞柱，再用21.07×45%（需要的湿度）=9.4815，在下表中查询此值9.4815对应的饱和水汽压，没有完全吻合的值，就在其上下临界点按比例取一个温度值即为露点温度，因此，23℃，45%的湿度，对应的露点温度为10.5℃。
知道为什么这么计算吗？道理很简单，就是假设我们需要设定23℃时的饱和蒸汽压，那么对应的气压值是21.07毫米汞柱，可是我们需要的不是饱和的，是RH45%，那么21.07的45%，是我们实际需要的水气压值即9.4815，我们假设这个水汽压值是另外一个温度对应的饱和水汽压，这个饱和水汽压恰恰是由湿度供给系统来确保提供的，那么这个水汽压对应的温度即是10.5℃即是我们要得到的水蒸汽（湿度）供给系统所需要设定的露点温度（汽压达到饱和时的温度）。
通俗一点讲就是10.5℃的饱和蒸汽压放到23℃的环境里就只有45%的相对湿度啦！这里大家一定要知道什么是“露点温度”，露点温度是指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。
形象地说，就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度叫露点温度。
露点温度本是个温度值，可为什么用它来表示湿度呢？这是因为，当空气中水汽已达到饱和时，气温与露点温度相同；当水汽未达到饱和时，气温一定高于露点温度。
所以露点与气温的差值可以表示空气中的水汽距离饱和的程度。
在100%的相对湿度时，周围环境的温度就是露点温度。
露点温度越小于周围环境的温度，结露的可能性就越小，也就意味着空气越干燥，露点不受温度影响，但受压力影响。
不同温度时饱和水汽压（Ｐ）（单位：毫米高水银柱）t℃P t℃P t℃P1 4.93119.842118.652 5.291210.522219.833 5.691311.232321.074 6.101411.992422.385 6.541512.792523.76 67.011613.632625.21 77.511714.532726.74 88.051815.482828.35 98.611916.482930.04 109.212017.543031.82室内空气露点查询表湿度%20%30%40%50%60%70%80%90%温度℃5 1.8 3.5。
露点控制浅析
。
绕管式换热器
绕管式换热器是在芯筒与外筒之 间的空间内将传热管按螺旋线形 状交替缠绕而成，相邻两层螺旋 状传热管的螺旋方向相反，并采 用一定形状的定距件使之保持一 定的间距
低温分离器
甲醇气提气 甲醇水溶液
干气出 湿气进 高温气提气入口 排污管线
外冷撬（氟利昂压缩机）
工作原理
双螺杆（压缩机）是由一对相互啮合、旋向相反的阴、阳 转子，阴转子为凹型，阳转子为凸型。随着转子按照一定 的传动比旋转，转子基元容积由于阴阳转子相继侵入而发 生改变。侵入段（啮合线）向排气端推移，于是封闭在沟 槽内的气体容积逐渐缩小，压力逐渐升高，压力升高到一 定值（或者说转子旋转到一定位置）时，齿槽（密闭容积） 与排气孔相通，高压气体排出压缩机，进入油分离器。
• 4、计量泵流量不足 • 故障分析 • 进口管路堵塞，应清洗管路过滤器；液压系统有空气，给 泵活塞腔注油至正确油位；补油系统堵塞，拆下液压油过 滤器，清洗或更换。
谢谢！
• 1.隔膜液压计量泵 • 隔膜液压计量泵是一种液压驱动的隔膜式容积泵 ，适用于输送一般腐蚀性或有毒性的化学介质。 • 原理：一个柱塞，以一定的行程作往复运动，推 动一定体积的液体流动，流体作用到有弹性的化 学性能稳定的隔膜上，从而产生泵的输送过程。 在泵的进出口装有双球型止回阀确保恒定的计量 精度。通过调节液压流体旁路流量，来实现泵流 量的控制。
低温分离器分离出的甲醇水溶液和凝析油混合液进入液液 分离器中，通过液液分离器将甲醇水溶液和凝析油分开， 分离出的甲醇水溶液经过管道循环泵打回低温分离器中气 提塔上部入口，在向下流动的过程中，与从气提塔下部进 入的高温气提气完成气提甲醇过程，甲醇被高温气提气带 走在绕管换热器之前汇入主流程，实现甲醇在装置内的循 环利用，减小甲醇的消耗量。进入气提塔的甲醇水溶液甲 醇被气提后，液体水流入低温分离器底部，定期排放进入 闭排灌。液液分离器分离出的凝析油也定期排放进入闭排 灌。
露点的定义与计算
露点露点（Dew point）或露点温度是在固定气压之下，空气中所含的气态水达到饱和而凝结成液态水所需要降至的温度。
在这温度时，凝结的水飘浮在空中称为雾、而沾在固体表面上时则称为露，因而得名露点。
当露点降到冰点以下时，此时从空气中析出的水气并不会结成液态水，而是直接凝固成固态的水，微细的冰粒沾在其它物体的表面上型成霜，这时的露点亦会被称为霜点（Frost Point）。
露点与另一个常用湿度指标相对湿度有所关联。
相对湿度越高，露点会越接近气温；当相对湿度达到100%时，露点与气温相等。
当露点不变时，相对湿度与气温成反比。
透过露点就可以知道出空气中的水气含量，因而露点是一项绝对湿度的指标。
而在天气图上，一般都以露点来表示气象站的湿度。
露点亦会被用作计算引擎结冰以及出现雾的可能性，因此，对机师而言露点是一项重要数据。
解释:上图显示了在不同温度下，海平面空气质量可以容纳的水气质量的最大百分比。
当温度上升时，水气的平衡分压亦会随之然上升，从而使蒸发出更多的水气；反之亦然。
亦即，空汽中的水气增减与其它气体无关。
当温度到达露点时，不论其它气体存在与否，露也会开始形成。
露点也就是水气分压的单调函数。
人类对高露点时的反应在高露点时，一般人都会感到不适。
由于高露点时气温一般都会较高、而导致人体出汗；而高露度有时亦伴随着高相对湿度、汗水挥发受阻，从而使人体过热而感到不适。
另一方面，低露点时气温或者相对湿度会较低，任何一项都可令人体有效地散热，因而比较舒服。
在内陆居住的人一般都会在露点到达15℃至20℃时开始感到不适；而当露点越过21℃时更会感到闷热。
最高露点纪录有纪录以来最高的露点是35℃，于2003年7月8日下午三时在沙特阿拉伯宰赫兰所录得。
当时的气温为42.2℃，使得酷热指数高达77.7℃。
[1]露点计算知道相对湿度以及实际气温时，露点可以透过以下公式求得近似值：当中的γ则是：温度 T 和露点 Td 单位为摄氏、相对湿度 RH 为百分比，ln 则代表自然对数。
露点测量办法及优缺点
仪器测量原理湿度测量仪器从原理上可分为冷镜式、完全吸收电解式、Al2O3电容式、薄膜电容式、电阻式、干湿球、机械式;其中完全吸收电解式微水仪、Al2O3电容式露点仪一般用于低湿范围的测量,而电阻式、干湿球、机械式湿度计只能用于相对湿度的测量,冷镜式、薄膜电容式Vaisala公司的专利湿度计则不仅能用于低湿的测量,还能用于中高湿,即相对湿度的测量;上述各种原理的仪器各有其优缺点;其中冷镜式露点仪是最准确、最可靠、最基本的测量方法,被广泛地用于标准传递,但其缺点是价格比较昂贵,并需要有经验的人操作及保养;冷镜式露点仪测量原理被测湿气进入露点测量室时掠过冷镜面,当镜面温度高于湿气的露点温度时,镜面呈干燥状态,此时光电检露装置中光源发出的光照在镜面上,几乎完全反射,由光电传感器感应到并输出光电信号,经控制回路比较、放大、驱动热电泵,对镜面致冷;当镜面温度降至湿气露点温度时,镜面上开始结露霜,光照在镜面上出现漫反射,光电传感器感应到的反射信号随之减弱,此变化经控制回路比较、放大后调节热电泵激励,使其制冷功率适当减小,最后,镜面温度保持在样气露点温度上;镜面温度由一紧贴在冷镜面下方的铂电阻温度传感器感应,并显示在显示窗上;目前世界上生产冷镜式露点仪的公司,例如美国的GE、Edgetech、瑞士的MBW等公司均是采用这一原理,英国的MICHELL则是采用双光路检测系统,即同时对反射光及散射光进行检测,芬兰Vaisala则是利用声波作检测系统;在测量过程中,随着温度的降低,被测气体中的水汽接近饱和状态,由于引力作用,水分子吸附在镜面上形成一层薄薄的水膜;这是形成露的第一阶段;当镜面温度继续下降时,水膜的厚度逐渐增加,这是形成露的第二阶段;在这一阶段内,自由表面对水分子的引力与水膜的表面张力之间的力量对比开始发生变化,后者的影响逐渐起支配作用;此时冷却表面上的任何不稳定的因素,例如镜面上的微小伤痕等,都会使水膜缩聚成液滴;随着镜面温度的进一步下降,露滴开始出现,通过显微镜可以看到孤立生长而且分布不规则的露滴,然后露层以很快的速度在表面上扩散,此时可以认为液-汽平衡开始,即达到露点;结构镜面应憎水,具有良好的导热性,还要耐磨、耐腐蚀,光学性能好;在过去曾使用金做镜面,目前则主要使用铑做镜面;在过去曾使用过乙醚蒸发、机械致冷、液化气体或干冰致冷、压缩空气致冷,目前最常用的则是热电致冷或热电与机械致冷相结合露点低于-60℃;在本文中着重介绍热电致冷;热电致冷又称半导体致冷,帕尔贴致冷来自其英文名称Peltier;其原理是当有一股直流电通过由两种不同的金属组成的NP元件时,热量会从一种金属传递到另一种金属,正好与热电偶测温相反;因此当将帕尔帖的冷端与镜面相连,其另一端作为散热端时,便可将镜面致冷;为了获得不同程度的低温可采用多级叠加的办法;由美国GE公司给出的资料显示,一般说来,假如室温为25℃时,一级致冷时,冷热端温差可达55℃,二级致冷时冷热端温差可达75℃,四级致冷时冷热端温差可达105℃,五级致冷时冷热端温差可达120℃;不同公司的产品其致冷量也会有稍许的不同;热端温度越高,致冷效率越高,冷热端温差越大;为了降低冷端的温度,通常会采用风冷、水冷及机械致冷来降低热端的温度;但也不是可以无限制地降低;需要注意的是其致冷能力并不能代表露点仪的测量范围;露点仪的测量范围的定义是镜面上可以获得稳定的,具有一定厚度的露或霜层时镜面的温度,因此在一般的露/霜点下,其测量范围一般比其致冷能力高5℃,在低霜点的情况下,一般高10℃~12℃;例如瑞士MBW公司生产的DP19露点仪,当室温为10℃时,其最低测量范围为-60℃,当室温为2 0℃时,其最低测量范围为-55℃,当室温为35℃时,其最低测量范围为-45℃;由于氢气及氦气的热导率较高,因此其测量范围会缩小几度;当被测气体的压力增大,其测量范围也会缩小,对于空气和氮气来说,在高于常压的情况下,每增加1个大气压,其测量范围降低℃左右;目前绝大部分采用四线制铂电阻测温;铂电阻感温元件在相当宽的温度范围内阻值和温度近于线性关系,精度高,稳定性好,输出信号较强,便于数字显示;目前除芬兰Vaisala公司最近研制生产的冷镜式露点仪是采用声波原理来测量外,其它均是采用光电检测器来测量及控制;光电检测技术已有几十年的历史,比较成熟,但其缺点是不能区分过冷水和霜;在0~-20℃这一范围内,镜面上极易形成过冷水,由于冰面和水面上的饱和水汽压不同,因此假如在镜面上形成过冷水,测得的数值要低于霜点,温度不同,差别也不同;例如霜点为-10℃时,对应的过冷水的温度为℃;因此在这一温度段要非常小心;若仪器配有内窥镜,可通过内窥镜进行观察区分;目前大部分仪器都有test的功能,即测试其最低致冷能力,此时可先使用test功能,使镜面温度低于-20℃,确保镜面上形成霜,然后再进行正式测量;曲面上的饱和水汽压与平面上的情况是不同的;当露在金属表面上形成时,由于表面张力的作用,使平衡水汽压,即弯曲水面的饱和水汽压升高,这种影响称为开尔文效应;由于开尔文效应使得到的露点温度低于真正的被测气体的露点温度;是指镜面上存在水溶性物质时,体系的平衡水汽压低于纯水时的饱和水汽压;这些水溶性物质可能是镜面上固有的,或者是被测气体中含有的;根据拉乌尔定律,溶液平衡水汽压的降低与溶液浓度成正比,这也是为什么在达到被测气体的露点温度之前会有早期冷凝现象发生的原因;开尔文效应与拉乌尔效应作用刚好相反,因此会抵消一些;但是在露点测量中,拉乌尔效应的影响较开尔文效应更为显着,因为水溶性物质不可避免地或多或少存在于镜面和被测气体中,而且气体中的杂质有时还可能与镜面上的不溶于水的物质发生化学反应或光化学反应,转化为可溶性物质;这种情况在工业流程气体的水分测量中更为明显;因此要采用适当的过滤装置除去气体中的固体微粒,并且通过反复进行结露和消露的操作,进一步清除镜面上残留的可溶性物质,这种方法为人们广泛使用;在实际工作中,我们常常会发现,镜面上开始结露时并不是均匀的,露层总是首先在镜面某个区域上出现,其原因往往是由于镜面上的划痕引起的,因为在这些有缺陷的地方,一方面残留的物质不易清除,另一方面缺陷的棱角起“露核”的作用,加速结露过程;因此,在露点仪的使用中,尤其是在清洁镜面时,一定要小心,避免使镜面受到机械损伤;一是拉乌尔效应,二是改变镜面本底散射水平;拉乌尔效应主要是由水溶性物质造成的;如果被测气体中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;由于大气中的水含量都很高,并且水分子为极性分子,极易吸咐在管路内壁或透过管路;因此在测量时气路系统一定要密封好,管壁厚度至少为1mm,以防止外界环境水分侵入引入渗漏;假如测量环境温度变化较大时,应再次检查管路的密封;如果被测气体直接排放入大气,应考虑大气中的水分向测量系统内部扩散的问题;最常用的办法是在排气口接上一段适当长度的管子,其长度和管径以不影响测量腔的压力为原则;取样管路要尽量短,尽可能减少接头的数量和避免“死空间”,以减少本底水分的干扰;取样管路和测量腔内壁力求干净,光洁度要好,选用憎水性强的材料;图2-2是各种材料在饱和吸附状态下通以干气时的解吸－时间曲线;从实验结果我们可以得到如下选材顺序：不锈钢、PTFE、铜、聚乙烯,最差的是尼龙和橡胶管,在低霜点测量中不应使用;另外在低霜点测量时,尽管使用内抛光的不锈钢管,管子外径一般为6mm或1/4英寸;进行高露点的测量时,一定要注意被测露点低于周围环境温度3℃以下,以避免水蒸气在管路中出现冷凝;露点仪测量湿度时,流量范围一般为min~1L/min;在这一范围内,流速的改变不会影响测量结果;取样时一般可分为两种情况,一种是带压取样,此时根据取样方式的不同,可分为带压测量和常压测量;分别见图2-3及图2-4;另一种是在常压下测量,即用泵抽取样品;在这种情况下,经常会由于取样方式的不同,而带来人为的正压和负压,若按图2-5所示的方式取样,露点仪是在带压的情况下测量,会给测量结果带来正误差,若将泵与流量计调换位置,露点仪则是在负压的状态下,此时会给测量带来负误差;正确的取样方式见图2-6;应用范围露点仪的测量范围较广,目前英国MICHELL及瑞士MBW公司开发的一系列露点仪的测量范围已达到-95℃~70℃,可以满足绝大多数的测量要求;优缺点优点：属基本测量,测量准确,并且仪器比较稳定无漂移,目前准确度最高的仪器可达±℃;缺点：价格较高,对操作人员的要求较高,并需进行维护;对污染物敏感;在-20℃~0℃范围内有时会有过冷水存在,因此要特别小心区分过冷水和霜;完全吸收电解法微量水份仪测量原理用连续取样的方法,使气样流经一个特殊结构的电解池,其水分被作为吸湿剂的五氧化二磷层吸收,并被电解为氢气和氧气排出,而五氧化二磷得以再生;反应过程可表示为：P2O5+H2O=2HPO32HPO3=H2+1/2O2+P2O5合并1、2得2H2O=2H2+O2当吸收和电解达成平衡后,进入电解池的水分全部被五氧化二磷膜层吸收,并全部被电解;若已知环境温度、环境压力和气样流量,根据法拉第电解定律和气体定律可推导出水的电解电流与气样含水量之间的关系为：公式14式中： -水的电解电流,µA；-气样含水量,µL/L即体积比；-气样流量,ml/min；-环境压力,Pa；-环境的绝对温度,k；;由上式可见,电解电流的大小正比于气样中的含水量,因此可通过测量水的电解电流来测量气样中的含水量;在标准大气压和20℃条件下,一理想气体以100ml/min的流量流经电解池,当气样含水量为1μL/Lppmv时,由上式计算出电解电流为μA;这类仪器一般以pp mv为单位,可直接读取气样中水分含量的ppmv值;由于铂电极的催化作用,水的电解反应系一可逆过程,所以当被测气样为氢气、氧气或含有足量的氢氧时,平衡向左移动,已经电解生成的氢和氧中有一部分复合生成水,继而又进行二次电解,使总的电解电流值偏高,此即“氢效应”和“氧效应”,或统称“复合效应”;实验表明,使用该仪器测定这一类气样的含水量时,读数将偏高几个至十几个ppmv,但此偏差集中反应在本底值上,故可以扣除;结构仪器由气路系统和电路两部分组成,气路系统主要包括电解池和气路控制部分;在玻璃管内部,两根铂电极绕成双螺旋形,极间均匀地涂敷五氧化二磷膜作为吸湿剂;在规定的测量条件下,这种内绕式结构可以保证对进入池内的水分全部吸收和电解;玻璃池壁利于五氧化二磷涂层均匀;由于铂具有使生成的氢和氧,尤其是富氢的气体再次发生反应生成水的作用,因此有些公司采用铑来代替铂;对于干燥的五氧化二磷涂层,当通入“绝对干燥”的气样,并在电极上施加一适当的直流电压时,电路中将产生一个不大的电流－本底值;本底值的大小仅与电解池结构、涂层状况、温度及气样种类等因素有关,而与气样含水量无关;由于本底值总是又能加在气样所含水分的电解电流上,故测定时应从仪器读数中扣除本底值后方为介质的真实含水量;气路系统由控制阀、电解池、流量调节阀和流量计、干燥器等部分组成;气流路径的控制由控制阀完成;使用注意事项由公式12可知,测量结果,即气体的湿度μL/Lppmv是根据气体流量及电解电流计算得出来的,因此气体的流量必须准确控制与测量;这类仪器一般使用浮子流量计,在20℃,1atm下,用空气进行标定;假如使用时的条件不是标准条件,例如是在另外的温度和压力下,或被测气体不是空气,则需针对被测气体进行重新标定,或根据校正因子进行校正;应用范围测量范围一般为从几个μL/Lppmv到2000μL/Lppmv,准确度一般为读数的5%或满量程的1%;可以用于多种惰性气体,某些不与P 2O5反应的有机及无机气体;例如空气、氮气、氢气、氧气、氩气、氦气、氖气、一氧化碳、二氧化碳、六氟化硫、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、天然气以及某些氟里昂气体等;不能用于某些腐蚀性气体以及能与P2O5发生反应的气体,例如乙醇、某些酸性气体、不饱和烃类气体;优缺点优点：属绝对测量法,稳定,不漂移;缺点：电解池寿命有限,需要再生;高湿或低湿<1ppmv均会缩短其寿命;低湿时响应慢;对气体流量要求较高;不能用于某些腐蚀性气体以及能与P2O5发生反应的气体;有本底;氧化铝电容式湿度计测量原理、结构及应用范围该仪器形式繁多,例如便携式电池操作的、带微处理器可进行数据处理的、显示多参数的等等;但其本质是一个电容器,通过将一薄层孔状的氧化铝沉积在导电的基体上,然后再在氧化铝薄层上涂敷一层薄金;导电基体和金薄层就形成电容器的电极;水蒸气穿过金薄层被孔状的氧化铝吸收,这个电容器的阻抗与水分子个数,即水汽分压成一定的比例;通过测量该电容器的阻抗或电容可获得水汽分压,通过换算可得到露点值;结构见图2-7;位于铝和金电极之间的氧化铝薄层在10-3Pa约相当于-110℃露点到水的饱和汽压的整个范围内都有响应;由于其对水的强烈的亲和力,再加上水的较大的介电常数,使得这类仪器对水有高度的选择性,而对其它普通气体及有机气和液体没有响应;在中高湿范围其准确度一般为±1~±2℃,低湿范围,比如-100℃时,准确度一般为±2~±3℃;该类传感器不与烃类气体、CO、CO2、含氯氟烃气体发生反应,但对于不同的气体其漂移不同;对于某些腐蚀性气体,例如氨、SO3以及氯,则会损坏传感器,因此应尽量避免; 使用注意事项这类仪器通常的测量范围为-110℃~+20℃;当被测露点较高时,会使得仪器产生较大的漂移;同时还需注意温度系数;由于其对水汽分压产生响应,因此应注意测量时气体总压的变化;避免灰尘、油污,测量时气体流量较大,一般为3~5L/min,甚至更大;优缺点优点：较宽的响应范围,从1μL/Lppmv到80%RH,可以远程安装,可以现场使用,相对稳定,响应较快,温度系数较小,与流量变化无关,对水分有较高的选择性,可以在较宽的温度和压力范围内使用,日常维护量较小,体积小;缺点：该方法是间接测量,在较高的温度下操作或某些气体会引起漂移,受腐蚀性气体的影响,必须定期校准以克服老化、滞后及污染;由于响应值非线性,因此需对每只传感器进行校准,不能通用;薄膜电容式湿度计测量原理、结构及应用范围是使用沉积在两个导电电极上的聚胺盐或醋酸纤维聚合物薄膜;当薄膜吸水或失水后,会改变两个电极间的介电常数;目前还有一种技术是使用耐高温的热固性聚合物,可使得这类传感器在高于100℃的情况下进行连续测量; 目前采用高分子薄膜的就是维萨拉1.基体,一般为玻璃,主要作用是支撑传感器的其它部分;2.电极中的一个,由导电材料做成;3.薄膜层;是传感器的心脏,薄膜吸水的数量与周围环境的相对湿度有关;这层膜的厚度一般为1~10µm;4.上部电极,对于传感器的性能同样起着重要作用;为了得到快速响应,必须有较高的水的渗透性;同时也是导电性材料;5.上部电极的接触垫;由于对上部电极的设计有较多的限制条件,因此为了接触良好,需加上一块单独的金属;其测量范围较广,从-50℃~100℃露点;可用于较广的温度范围内,有时不需要温度补偿;耐高温的热固性树脂允许这类电容式湿度传感器可以在温度185℃下进行连续测量,最高使用温度取决于传感器的包装材料;对于热固性树脂的传感器来说,其另一个优点是在-50℃~100℃温度范围内,温度系数较小,因此可以很容易地在很宽的范围内达到准确测量;所有的相对湿度传感器都对温度敏感,假如在一个温度下进行校准,在另外温度下使用时会带来误差;聚合物传感器的一个优点就是它们对温度的依赖性较小,即温度系数较小;因此当使用温度与校准温度不同时,其误差较小;如果在极限温度下使用,或对准确度要求较高,则需进行电子温度补偿;当温度跨度小于50℃时,进行温度补偿较容易;当温度范围再宽时,进行温度补偿则有些困难;但是现代的聚合物传感器可以在很窄的范围内准确度达到±1%RH,在很宽的温度和湿度范围内可以达到±3%RH;使用一段时间后,或被污染后,需进行重新校准;优缺点优点：响应快,温度及湿度测量范围宽,线性好,几乎没有滞后,稳定性及重复性较好,温度系数低,成本低;缺点：基本无;电阻式湿度计测量原理及结构其敏感材料是以季铵盐的聚合物溶液作基体,将这种功能基与树脂聚合物进行反应,可以产生具有立体三维的热固性树脂,具有较好的稳定性;相对湿度的变化可以导致阴极与阳极之间的电阻发生变化;优缺点优点：基本上没有滞后和老化,温度系数较低,便宜,能耗小;温度范围-10℃~80℃,重复性优于%RH,准确度较高,一般为±2%RH,在很窄的范围内可达±1%RH;缺点：是间接测量仪器,需定期校准,不适用于某些污染物,如果在较宽的温度范围内使用需进行温度补偿,比电容式传感器响应慢,对污染物敏感;不适用于低湿,相对湿度低于15%RH时丧失灵敏度,但当相对湿度接近100%RH时仍具有较好的性能,但冷凝有时会损坏传感器;有些污染物对电阻式传感器影响较大,有些则对电容式传感器影响较大,因此选择传感器时主要是根据污染物的性质;机械式湿度计测量原理及结构毛发、肠膜、尼龙和聚酰亚胺等有机高分子材料的长度都会随着相对湿度的变化而发生变化;机械式湿度计就是利用这一特性,将上述材料制成线状、带状感湿元件或涂覆在弹性材料上卷成游丝状感湿元件,然后通过机械放大装置将由湿度改变引起的几何量变化用指针指示出来或用记录笔记录下来,从而直接指示相对湿度;适用于实验室、机房、仓库、厂房等室内环境温湿度的测量;优缺点优点：便宜,对大多数污染物不敏感,不需要电源,可以做永久记录;缺点：漂移,如果在某一湿度下使用较长的时间会丧失其灵敏度,不能用于0℃以下,响应慢,运输或振动摇摆会破坏其性能;干湿球湿度计原理干湿球湿度计由两支规格完全相同的温度计组成,一支称为干球温度计,温泡暴露在被测气体中,用以测量环境温度,示值用Tata表示;另一支为湿球温度计,其温泡用特制纱布包裹,纱布套要保持湿润;当湿球周围的空气处于不饱和状态时,湿球纱布套上的水分就会不断蒸发,由于水分蒸发需要吸收热量,从而使湿球的温度下降,其示值用Twtw表示;湿球水分蒸发的速度与其周围气体的水分含量有关,当气体湿度越低时,水分蒸发越快,湿球温度亦越低,反之亦然;获得准确的干、湿球温度后,借助于湿球方程换算出湿度值;由于其简单及低成本,在过去相当长的一段时间内,干湿球湿度计是使用最多的一种类型;一个设计及维护较好的湿度计,在温度5℃~80℃范围内,若温度准确度为±℃,相对湿度的准确度约为±3%RH;这种原理的湿度计的准确度依赖于温度计的准确度;对于某些精确的测量,经常使用铂电阻温度计;总起来说,干湿球湿度计是基本测量法,如果使用经过校准的温度计,并且正确操作,例如阿斯曼湿度计,可以得到准确的、可靠的、可重复的测量结果;因此在过去这种湿度计经常被用做标准;但是许多操作者,特别是在工业领域,没有足够的精力和时间,因此得到的结果是不准确的,也是不可靠的,目前干湿球湿度计正逐渐被现代仪器所代替;优缺点优点：当相对湿度接近100%RH时,可以得到较高的准确度;尽管若湿球温度计被污染或使用不当时会带来误差,但由于该装置比较简单,使得维修费用非常低;可以用于室温高于100℃的场合,是基本测量,稳定性好,简单,便宜,成本低;缺点：需要某些技巧以得到准确的测量结果,并需要进行计算才能得到最终结果;要求大量的气体样品,并且气体样品有可能被湿纱布加湿;当被测气体的相对湿度低于15%RH时,要想使湿球温度得到足够的降低很困难;当湿球温度低于0℃时,很难得到可靠的结果;由于要不断地给湿球温度计补充水,因此体积不可能太小;由于灰尘、油性物质或其它污染物会污染纱布,或者水流动不足,都会导致湿球温度偏高,最终导致的相对湿度结果偏高;另外对结果产生影响的因素还有温度测量误差、风速、辐射误差等;在20℃时,干湿球温度差的误差为℃时,相对湿度的误差为1%RH;。
压力露点及测量
压力露点及测量2008-01-03 09:27:00 作者：来源：中国空压机网浏览次数：363 文字大小：【大】【中】【小】2．1什么叫露点?它和什么有关?答：未饱和空气在保持水蒸气分压不变(即保持绝对含水量不变)情况下降低温度，使之达到饱和状态时的温度叫“露点”。
温度降至露点时，湿空气中便有凝结水滴析出。
湿空气的露点不仅与温度有关，而且与湿空气中水分含量的多少有关。
含水量大的露点高，含水量少的露点低。
2—2什么是“压力露点”?答：湿空气被压缩后，水蒸气密度增加，温度也上升。
压缩空气冷却时，相对湿度便增加，当温度继续下降到相对湿度达100％时，便有水滴从压缩空气中析出，这时的温度就是压缩空气的“压力露点”。
2—3“压力露点”与“常压露点”有什么关系?答：“压力露点”与常压露点之间的对应关系与“压缩比”有关，一般用图表来表示。
在“压力露点”相同情况下，“压缩比”越大，所对应的常压露点越低。
例如：O．7MPa的压缩空气压力露点为2℃时，相当于常压露点为一23℃。
当压力提高到1．0MPa 时，同样压力露点为2℃时．对应的常压露点降到一28℃(见附表)2—4压缩空气露点用什么仪器来测量?答：压力露点单位虽然是℃，但它的内涵是压缩空气的含水量。
因此测量露点实际上就是测空气的含水量。
测量压缩空气露点的仪器很多，有用氮气、等作冷源的“镜面露点仪”，有用五氧化二磷、氯化锂等作电解质的“电解湿度计”等等。
目前工业上普遍使用专用的气体露点计来测量压缩空气的露点，如英国的SHAW露点仪，该仪器的测量范围可达一80℃。
2—5用露点仪测量压缩空气露点时应注意什么?．答：用露点仪测量空气露点，特别是在被测空气含水量极低时，操作要十分仔细和耐心。
气体采样设备及连接管路必须是干燥的(至少要比被测气体干燥)，管路连接应是完全密封的，气体流速应按规定选取，而且要求有足够长的预处理时间，稍一不慎，就会带来很大误差。
实际证明用五氧化二磷作电解质的“微水分测定仪”来测量经冷干机处理的压缩空气的“压力露点”时，误差很大。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
湿度露点测量原理1. 湿度基础知识在许多物理、化学和生物学过程中，空气及其他气体中水蒸气的存在与否有着重要的影响。
在很多工业领域内，湿度测量是关乎商业成本、产品质量、人身健康和安全的至关重要的因素之一。
目前有很多不同的湿度表达方法，也有很多不同的湿度测量技术，因而很有必要了解规范的湿度术语和定义及成熟的湿度测量技术。
1.1 什么是湿度？湿度是在空气或其他气体中存在的水蒸气。
水蒸气是水的气态形式，同其他各种气体一样，是透明的。
在我们周围的环境中大约有1%的气体是水蒸气。
1.2 饱和水汽压、增强因子定义及计算公式1.2.1 饱和水汽压定义我们知道，温度高的水会蒸发出水蒸气。
同样，水在较低的温度下也可以释放出水蒸气。
一定温度下，在水的表面和冰的表面，蒸发现象始终都是存在的。
相反，冷凝也是一样存在的。
当蒸发和冷凝的速度达到一致时，该体系就达到了动态平衡状态。
空气或其他气体都有吸收水蒸气的能力，这种能力主要受温度的影响。
总的来说，温度越高，吸收水蒸气的能力越强。
在某个温度下，气体中所能包含的水蒸气的量达到最多时，就叫作“饱和”。
饱和水汽压是指水蒸气与水的凝聚相（水或冰）的单组分体系（界面为平面）处于热力学平衡状态时的水蒸气压力。
简单的说，就是一定温度下水蒸气所能存在的最大压力。
该压力仅仅是温度的函数。
1.2.2饱和水汽压计算公式目前饱和水汽压公式使用比较多的是Sonntag公式，其中包括纯水和纯冰面上的饱和水汽压公式，分别见公式1及公式2。
纯水面上的饱和水汽压公式：（公式1）其中： ， 单位是 ，若以 表示，需将公式中的21.2409642用16.635794来代替。
该公式的使用范围为173.15K≤T≤373.15K，当273.15K≤T≤373.15K时，不确定度为0.005%(k=2)。
纯冰面上的饱和水汽压公式：（公式2） 其中： 单位为 ， 单位是 ，若以 表示，需将公式中的29.32707用24.7219来代替。
该公式的使用范围为173.15K≤T≤273.16K，当173.15K≤T≤223.15K时，不确定度为0.5%(k=2)；223.15K≤T≤273.15K时，不确定度为0.3%(k=2)。
1.2.3 饱和水汽压计算简化公式目前比较常用的是Magnus公式。
1.2.3.1 由温度计算饱和水汽压水面上的饱和水汽压公式为：公式（3）式中： 单位为 ， 单位为℃。
该公式的使用范围为-45℃≤t≤+60℃，不确定度≤0.6%(k=2)。
冰面上的饱和水汽压公式为：公式（4）式中： 单位为 ， 单位为℃。
该公式的使用范围为-65℃≤t≤+0.01℃，不确定度≤1.0%(k=2)。
1.2.3.2 由饱和水汽压计算温度由饱和水汽压计算露点温度：公式（5）式中： 单位为 ， 单位为℃。
该公式的使用范围为-45℃≤ ≤+60℃，不确定度为≤0.04℃。
由饱和水汽压计算霜点温度：公式（6）式中： 单位为 ， 单位为℃。
该公式的使用范围为-65℃≤ ≤0.01℃，不确定度为≤0.08℃。
1.2.4 饱和水汽压－温度曲线饱和水汽压最重要的影响因素是温度。
根据计算公式（1）（2），绘制出-100℃～100℃之间的饱和水汽压-温度曲线，如图1-1。
图1-1-100℃～100℃饱和水汽压－温度曲线在某一段温度之内，如20℃～25℃，饱和水汽压－温度曲线见图1-2。
图1-220℃～25℃饱和水汽压-温度曲线由此可见，在一段很小的温度范围内，饱和水汽压与温度几乎呈线性关系。
1.2.5 增强因子定义及计算公式上述饱和水汽压公式均是针对纯水－水蒸气或纯冰－水蒸气体系而言，而对于混合气体如空气体系，则需要考虑增强因子f，那么水的饱和蒸气压可由公式（7）计算得出。
公式（7）其中， ：纯水的饱和蒸气压（可由Sonntag公式或Magnus公式计算得到） ：水蒸气的增强因子。
空气的 值可通过公式（8）及（9）计算：压力为3kPa至110kPa时，公式（8）该公式的不确定度U<0.08% (-50℃<&NBSP;SPAN>℃时)。
压力为1atm至20atm时，公式（9）其中， ， Ai和Bi的值见表1-1。
表1-1 Ai和Bi的值 水面-50℃～0℃ 水面0℃～100℃ 冰面-100℃～0℃A1 3.62183×10-4 3.53624×10-4 3.64449×10-4A2 2.60553×10-5 2.93228×10-5 2.93631×10-5A3 3.86501×10-7 2.61474×10-7 4.88635×10-7A4 3.82449×10-9 8.57538×10-9 4.36543×10-9B1 -10.7604 -10.7588 -10.7271B2 6.39725×10-2 6.32529×10-2 7.61989×10-2B3 -2.63416×10-4 -2.53591×10-4 -1.74771×10-4B4 1.67254×10-6 6.33784×10-7 2.46721×10-61.3露点/霜点露点温度Td是指对气体等压制冷时，水蒸气冷凝从而形成露的温度。
实际上也就是水蒸气与水达到平衡状态的温度。
单位用℃或℉表示。
同理，霜点温度Tf是指对气体等压制冷时，水蒸气冷凝从而形成霜的温度。
实际上也就是水蒸气与冰达到平衡状态的温度。
单位用℃或℉表示。
当总压不变的情况下，水汽分压也不变，因此，一定水汽含量的湿空气在环境温度下的水汽分压等于该湿空气在露点温度下的饱和水汽压，即es(Td)＝e(Ta)。
通常情况下，将露点温度与霜点温度通称为露点。
也有的时候根据水的状态在0℃有一个分界点，把0℃以上称为露点，0℃以下称为霜点。
1.4 体积比体积比即体积分数，指湿空气中水蒸气的分体积与干气的分体积之比，即水汽的分压与干气分压之比。
通常将该比值乘以106，单位为μL /L，用符号Vr表示。
见公式（10）。
旧称ppmv，但目前不属于法定计量单位。
Vr= ×106（μL /L） 公式（10）式中e和P分别表示水汽分压和气体总压。
当e<时，可简化为：Vr = ×106（μL /L）公式（11）1.5 相对湿度压力为P，温度为T的湿空气的相对湿度是指水蒸气的实际压力与相同温度下水平面上的的饱和水蒸气压的比值，用百分比来表示。
公式（12）由此可见，对于理想气体，相对湿度可理解为一定含量的湿气在一定温度下的水汽分压与该温度下的饱和水汽压之比，根据上述的露点定义，也可以理解为该湿气在露点温度下的饱和水汽压与环境温度下的饱和水汽压之比。
当然，对于实际气体，饱和水汽压值还要乘以增强因子。
1.5.1 温度对相对湿度测量的影响表1-2给出了在不同温度、湿度条件下温度每变化1℃，相对湿度的变化量。
表1-2 温度变化1℃对相对湿度的影响相对湿度温 度10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃10%RH ±0.7%RH ±0.6%RH ±0.6%RH ±0.5%RH ±0.5%RH50%RH ±3.5%RH ±3.2%RH ±3.0%RH ±2.6%RH ±2.3%RH90%RH ±6.3%RH ±5.7%RH ±5.4%RH ±4.6%RH ±4.1%RH1.5.2 压力对相对湿度测量的影响 由Dalton定律，总压等于各组分分压之和。
若相对湿度为40%RH，温度不变时，如果总压P增加到原来的两倍即2P，则水蒸气的分压PH2O也增加到2PH2O，而饱和水汽压不变（因为温度不变），那么两者的比值就增加到原来的2倍，相对湿度增加到80%RH。
1.6 干球温度与湿球温度压力为P，温度为T，湿空气热力学湿球温度Tw*是指在该压力下，纯水－湿空气体系进行绝热蒸发，湿空气达到压力P下饱和湿气时的温度。
在实际工作中常常使用的湿球温度Tw是指湿球温度计的温泡被一薄层水（或潮湿的覆盖物）覆盖时，由于湿球上的水分蒸发进入周围的空气，从而使温度计的示值降低，此时，温度计所指示的温度称为湿球温度，而干球温度计测量的就是环境温度。
1.7 常用湿度单位的换算由于湿度单位的表示方法较多，之间的换算也较复杂，因此这里只介绍最常用的三种单位之间的换算。
1.7.1露/霜点与体积比在低湿测量中常常会遇到这两个量的换算问题。
根据露点的定义有e=es(Td), 已知露点值，es(Td)可由公式（1）计算得到。
体积比的定义见公式（10）和（11）。
P为气体总压力或大气压。
两者相除，即可算出体积比。
反之，已知体积比，也可计算得到露点温度。
常用的三个点的对应值分别为：-65.5℃对应5μL/L，-76.2℃对应1μL/L，-112.0℃对应0.001μL/L（旧称为ppmv）。
计算实例见例1。
例1 在一个大气压（101325Pa）下，环境温度为20℃，湿空气的露点为-20℃，计算此时的体积比。
解答： 已知露点温度，可由公式（1）计算出该温度下的饱和水汽压：es(Td)=125.586 Pa 再由体积比定义可知，1.7.2露/霜点与相对湿度根据相对湿度的表达式，即公式（12），已知环境温度和相对湿度，利用公式（1）可计算得到干球温度下的饱和水汽压es, 根据公式（12）可计算得到e。
对于同一体系，按照露点定义，e即为露点温度下的饱和水蒸气压力，即e=es(Td)，那么，利用公式（1）便可算出e相对应的温度，即露点温度Td。
反之，已知露点温度和环境温度，可分别算出es(Td)和es(T)，相除即可得到相对湿度值。
计算见例2。
例2 一个大气压（101325 Pa）下，环境温度为20℃，相对湿度为40％，计算此时的露点温度。
解答：已知环境温度为20℃，可由公式（1）计算得出此时的饱和水汽压：es(Td)=2339.245 Pa根据相对湿度的定义可计算出水汽分压e= es(Td)×40%=935.698Pa根据露点定义知道该压力等于露点温度下的饱和水汽压。
由公式（1）或（5）或查饱和水汽压表，计算出露点温度。
Td=6.01 ℃1.7.3干、湿球温度与相对湿度当已知干湿球温度时，常使用公式(13)来进行计算，得到气体中的水汽分压。
（公式13）其中： -样气中的水汽分压， -湿球温度下的饱和水汽压， -大气压， -干球温度， -湿球温度。