微水分析儀是用于精準(zhǔn)檢測氣體或液體中微量水分含量的專用儀器,廣泛應(yīng)用于電力、石油化工、半導(dǎo)體等行業(yè),其工作原理因檢測技術(shù)類型不同而存在差異,主流技術(shù)的工作原理如下:
電解法微水分析儀
該類型儀器的核心部件是電解池,池內(nèi)填充有五氧化二磷等吸濕電解介質(zhì)。當(dāng)含有微量水分的氣體或液體(需適配進(jìn)樣方式)流經(jīng)電解池時,水分會被電解介質(zhì)迅速吸收并發(fā)生電解反應(yīng),反應(yīng)方程式為2H?O→2H?↑+O?↑。儀器會通過檢測電解過程中消耗的電量,依據(jù)法拉第電解定律(電量與電解的水的質(zhì)量成正比)換算出水分的含量。電解法的優(yōu)勢是檢測精度高,可實現(xiàn)ppb級別的微量水分檢測,常用于高純氣體、絕緣油等介質(zhì)的水分分析,但需注意電解介質(zhì)會隨使用消耗,需定期更換以保證檢測準(zhǔn)確性。
電容法微水分析儀
其核心是高分子電容式濕度傳感器,傳感器的感濕膜為具有吸濕特性的高分子材料。當(dāng)被測介質(zhì)中的水分與感濕膜接觸時,水分會滲透到膜內(nèi),導(dǎo)致膜的介電常數(shù)發(fā)生變化,而電容值與介電常數(shù)呈正相關(guān),因此傳感器的電容會隨水分含量改變而變化。儀器通過將電容信號轉(zhuǎn)換為電信號,再經(jīng)校準(zhǔn)曲線換算為水分含量數(shù)值。電容法響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性強,適用于氣體中微量水分的在線實時監(jiān)測,不過在高濕度或腐蝕性介質(zhì)環(huán)境中,需對傳感器進(jìn)行特殊防護(hù),避免感濕膜失效。
光學(xué)法微水分析儀
這類儀器基于光學(xué)原理實現(xiàn)水分檢測,常見的有激光吸收法和紅外光譜法。激光吸收法利用水分子對特定波長激光的特征吸收特性,當(dāng)激光穿過含有水分的被測介質(zhì)時,水分會吸收部分激光能量,儀器通過檢測激光的衰減程度,結(jié)合朗伯-比爾定律計算水分含量;紅外光譜法則是依據(jù)水分子在紅外波段的特征吸收峰,通過分析紅外光譜的吸收強度變化來定量水分。光學(xué)法抗干擾能力強,可在復(fù)雜介質(zhì)環(huán)境下工作,且屬于非接觸式檢測,不會對被測介質(zhì)造成污染,常用于易燃易爆、強腐蝕性介質(zhì)的微量水分檢測。
露點法微水分析儀
其工作原理是模擬露點形成過程,將被測氣體進(jìn)行冷卻,當(dāng)氣體溫度降至某一數(shù)值時,氣體中的水分達(dá)到飽和狀態(tài)并開始凝結(jié)成露,此時的溫度即為露點溫度。儀器通過高精度測溫元件檢測露點溫度,再根據(jù)露點溫度與水分含量的對應(yīng)關(guān)系,換算出氣體中的微量水分含量。露點法檢測結(jié)果準(zhǔn)確且數(shù)據(jù)穩(wěn)定,是電力行業(yè)檢測SF6氣體微水含量的常用方法,不過該方法響應(yīng)速度相對較慢,且對儀器的控溫精度要求高,需定期進(jìn)行溫度校準(zhǔn)。
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