芬兰VAISALA DMP248 精细露点仪的原理与使用

一：简介

　　关于露点温度-60°C的湿度丈量长时间以来只依托镜面的办法,该办法从原理上讲只需有满意的制冷办法,就能丈量恣意露点温度。这种办法的最大问题便是对气体要求很高，任何杂质和污染都会导致极大的丈量差错。因而它简直不能在线运用。另一个低湿度的传感器便是氧化铝传感器。它最低可测到（-100°C）露点，可是这类传感器在维护状态下每年也会漂移±6°C……±10°C。因而就不能保证其作业的安稳性。别的以上两种类型外表，校准也十分困难，这是由于它需求专门的露点发生器。由Vaisala公司创造的高分子薄膜电容具有很高的安稳性和抗污染才干。但长时间以来只能用于露点-40°C以上湿度丈量，-40°C……-60°C的丈量非灵敏元件达不到，而是存在着很大的差错。这首要是由于传统的核算办法和校准办法的问题。

　　Vaisala公司针对以上问题进行了长时间研讨，运用在线状态下主动批改零点偏移这一卓有成效的办法，彻底地处理了低露点丈量的精度问题。然后为低湿度丈量供给了一种既安稳又精细的办法。

　　DMP248系列精细露点仪是Vaisala公司推出的专门用于丈量低湿露点点的精细外表，它内含在线主动批改零点偏移这一专利软件，它的探头是由高分子薄膜式湿敏电容和Pt100铂电阻组成的复合灵敏元件。DRYCAP和DRYCAP.J高分子湿敏电容C的改变和丈量气体的相对湿度（RH）成正比，而Pt100可直接丈量气体的温度（T）。由此可别离核算出露点温度（Td），体积浓度比（PPMV）。因而DMP248外表虽然是精细露点仪，但其校准参数 仍然是相对湿度RH和温度Ｔ。通常情况下两点校准就能够满意其精度了，由于相对湿度RH和湿敏电容的电参数成线性关系。这是其它类型的露点仪无法比拟的。

　　Vaisala公司的湿敏电容是国际上最安稳的湿敏元件，其主动批改零点偏移软件具有专利维护。它的DMP248系列精细露点仪具有以上两项技能。它低湿，安稳性具有国际领先水平，该外表既可在线运用，亦可离线运用。其精度及量程规模特别合适开关SF6气体、氢站H2气体、空气中的N2、CO2等气体的微量水分丈量。

二：DMP248丈量原理

　　DMP248系列采用了Vaisala公司自创造的DRYCAP灵敏元件，该元件是专门用在低湿环境的温湿度丈量并具有极强的抗结露才干。它包含了一个高分子湿敏薄膜电容和热敏电阻。电容值和相对湿度（RH%）成正比。参加温度信号后就能够由DRYCAP元件直接反映出Pw（水汽压）或露点值了，其推导如下： 　　由温度传感器的Pt-100能够测出气体的温度值T0，依据Go-ff-Gratch和Wexler批改公式可求出温度T下的饱和水汽压Pws（T）：

　　　　　　　　　　　　　　　log（Pws（T））=（C1T-C2）/（T-C3）（T＞0） （1）

或许

　　　　　　　　　　　　　　　log（Pws（T））= C4-C5/T （T＜0） （2）

又由于：RH=Pw/Pws（T） 所以气体的水汽压Pw为：Pw=RH×Pws

　　此刻由Pw求出露点温度值Td0、Td值能够别离由（1）、（2）式求出。但在（1）、（2）中应将Pws（T）由Pw替换，T由Td替换。关于0°C以下的低湿露点值当然也可由上述办法直接求出。可是其精度却很难保证，由于相对湿度越接近于零，其露点精度就越跟着零点漂移量的改变而快速下降。由于其零点漂移使得差错就越大，所以为了进步其丈量精度必须在丈量进程中设法削减其0%RH零点漂移。

　　例如：当露点为-40°C，温度为20°C时，其相对湿度为0.55%RH０偏移量为0.2%RH时（关于一般的RH传感器来说，这要比其技能指标好的多了），使得实践丈量的RH变为0.35%了。此刻核算得出的露点为-44°C，所以一个看起来较小的偏移量差错（该差错可由偏移或校准失误发生）关于低RH值来说将发生一个不能承受的露点差错。为处理这一精度问题，DMP248系列精细露点仪运用新的专利核算办法，即外表在在线作业时主动核算偏移量改变并调整这一偏移量，这一进程可由以下公式 来表达：

　　　　　　　　　　　　　　　RHout=RH０+Gain×Pw/Pws（T） （3）

　　　　　　　　　　　　　　　RH０=彻底干状态下的输出

　　　　　　　　　　　　　　　Pw=水汽压

　　　　　　　　　　　　　　　Pws(T)=温度T的饱和水汽压

　　函数Pws(T)很简单求解，所以在同一水汽压（Pw）下丈量两个温度T值即两个Pws(T)就能够核算出漂移量RH0值了。 （假定Pw在这一进程中坚持不变）

　　其漂移量差错为-0.2%RH，丈量温度规模20°C……30°C，其露点温度为-40°C，Gain为100%，跟着温度的升高RH%下降，由于前响应是线性的，此刻RH０=0.2%。由读出的数值（0.35%RH）减去这一数据,就得到了正确数值为0.55%RH.由两点丈量数据齐截条直线,该直线和Y轴的交点便是RH0。

　　显现DMP248探头所装置的DRYCAP灵敏元件，DRYCAP由高分子湿敏元件和温敏元件组成。由湿敏元件和Pt-100R的信号时，DRYCAP就能够精确地核算出水汽压，然后可确认出低湿露 点值。在主动校准周期间，Pt-100元件首要用来加热，然后来丈量温度。整个主动校准周期需时60……70s，当主动周期被激活时，传感器的输出被确定。

　　注 意：主动校准仅当DMP248运用在相对湿度低于10%RH（露点在-12°C……20°C以下）和温度在0°C……+80°C才干有用。

三：面板阐明

　　1、液晶显现屏

　　2、功用键

　　3、电源开关（POWER）

　　4、电源指示灯（LED）

　　5、功用锁

　　6、入气口 （调理阀）

　　7、流量计

　　8、充电口

　 四：操作阐明

　　1、将气源经过四氟管接入气体进口的快速接头，将流量计向右旋转90°，使其垂直于面板。

　　2、调理阀门，调查浮子起动，保证有气体输出，流量应操控 在0.75L/min左右(SF6流量计)或 2L/min左右(H2流量计)

　　3、将安全锁置于红点方位，翻开电源（按下POWER），调查数据显现，LED为绿色，表明电量足够，跟着电量下降，LED指示灯逐突变黄，LED为赤色，表明电量已缺乏但仍可运用1小时。

　　4、按▲▼键，可在液晶屏上别离显现出RH、T、Td、PPmv的参数值。 　

　　5、按下POWER时，无数据显现，或红灯已亮，应立即充　　电。

　　6、充电时，红灯亮表明电量缺乏，绿灯亮表明电量足够。

　　7、充电具有维护功用，在10小时以上能够足够。

　　8、电池无电时，可直接由充电器供电。

　　9、在运用进程中，一般在10分钟以内外表即可到达安稳，若有反应迟钝现象出现时，可参照第七章内容将外表做逼迫主动校准。