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露點(diǎn)儀的原理及技術(shù)進(jìn)展
日期：2025-11-25 08:18
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摘要：
1. 鏡面式露點(diǎn)儀
不同水份含量的氣體在不同溫度下的鏡面上會(huì)結(jié)露。采用光電檢測(cè)技術(shù)，檢測(cè)出露層并測(cè)量結(jié)露時(shí)的溫度，直接顯示露點(diǎn)。鏡面制冷的方法有：半導(dǎo)體制冷、液氮制冷和高壓空氣制冷。鏡面式露點(diǎn)儀采用的是直接測(cè)量方法，在保證檢露準(zhǔn)確、鏡面制冷高效率和精密測(cè)量結(jié)露溫度前提下，該種露點(diǎn)儀可作為標(biāo)準(zhǔn)露點(diǎn)儀使用。目前國(guó)際上*高精度達(dá)到±0.1℃(露點(diǎn)溫度)，一般精度可達(dá)到±0.5℃以內(nèi)。
2. 電傳感器式露電儀
采用親水性材料或憎水性材料作為介質(zhì)，構(gòu)成電容或電阻，在含水份的氣體流經(jīng)后，介電常數(shù)或電導(dǎo)率發(fā)生相應(yīng)變化，測(cè)出當(dāng)時(shí)的電容值或電阻值，就能知道當(dāng)時(shí)的氣體水份含量。建立在露點(diǎn)單位制上設(shè)計(jì)的該類傳感器，構(gòu)成了電傳感器式露點(diǎn)分析儀。目前國(guó)際上*高精度達(dá)到±1.0℃(露點(diǎn)溫度)，一般精度可達(dá)到±3℃以內(nèi)。
3. 電介法露點(diǎn)儀
利用五氧化二磷等材料吸濕后分解成極性分子，從而在電極上積累電荷的特性，設(shè)計(jì)出建立在**含濕量單位制上的電解法微水份儀。目前國(guó)際上*高精度達(dá)到±1.0℃(露點(diǎn)溫度)，一般精度可達(dá)到±3℃以內(nèi)。
4. 晶體振蕩式露點(diǎn)儀
利用晶體沾濕后振蕩頻率改變的特性，可以設(shè)計(jì)晶體振蕩式露點(diǎn)儀。這是一項(xiàng)較新的技術(shù)，目前尚處于不十分成熟的階段。國(guó)外有相關(guān)產(chǎn)品，但精度較差且成本很高。
5. 紅外露點(diǎn)儀
利用氣體中的水份對(duì)紅外光譜吸收的特性，可以設(shè)計(jì)紅外式露點(diǎn)儀。目前該儀器很難測(cè)到低露點(diǎn)，主要是紅外探測(cè)器的峰值探測(cè)率還不能達(dá)到微量水吸收的量級(jí)，還有氣體中其他成份含量對(duì)紅外光譜吸收的干擾。但這是一項(xiàng)很新的技術(shù)，對(duì)于環(huán)境氣體水份含量的非接觸式在線監(jiān)測(cè)具有重要的意義。
6. 半導(dǎo)體傳感器露點(diǎn)儀
每個(gè)水分子都具有其自然振動(dòng)頻率，當(dāng)它進(jìn)入半導(dǎo)體晶格的空隙時(shí)，就和受到充電激勵(lì)的晶格產(chǎn)生共振，其共振頻率與水的摩爾數(shù)成正比。水分子的共振能使半導(dǎo)體結(jié)放出自由電子，從而使晶格的導(dǎo)電率增大，阻抗減小。利用這一特性設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體露點(diǎn)儀可測(cè)到-100℃露點(diǎn)的微量水份。
技術(shù)進(jìn)展的綜合評(píng)估
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們紛紛把光電技術(shù)、新材料技術(shù)、紅外技術(shù)、微波技術(shù)、微電子技術(shù)、光纖技術(shù)、聲波技術(shù)甚至納米技術(shù)應(yīng)用到氣體中水份的測(cè)量，使水份測(cè)量這一古老領(lǐng)域煥發(fā)出青春。
在測(cè)量原理上，技術(shù)人員認(rèn)定鏡面結(jié)露的方法是*直接且精度*高的方法。鏡面露點(diǎn)儀在技術(shù)上將引進(jìn)近代技術(shù)成份。如我們研制的冷鏡式激光露點(diǎn)儀**采用了激光準(zhǔn)直技術(shù)和CCD技術(shù)，在露層判別、露霜圖像識(shí)別技術(shù)上走到了世界前沿。專業(yè)人員在傳統(tǒng)的傳感器材料研究（如氧化鋁材料、氯化鋰材料、高分子材料和陶瓷材料）基礎(chǔ)上，用完全不同的技術(shù)手段，陸續(xù)發(fā)展出許多間接測(cè)量氣體中微量水份的方式方法，解決了不同領(lǐng)域和不同環(huán)境中的微水份測(cè)量問(wèn)題。
氣體中微量水份的測(cè)量歷來(lái)是較難的一門技術(shù)?？梢哉f(shuō)，直到現(xiàn)在國(guó)際上還沒(méi)有一種成熟完善的技術(shù)手段能**解決各種工況環(huán)境下微量水的測(cè)量問(wèn)題。在應(yīng)用了近代技術(shù)之后，也只能說(shuō)針對(duì)某一特定環(huán)境，采用某一項(xiàng)技術(shù)手段，解決某種程度（包括量程和精度）的微水份測(cè)量問(wèn)題。因此，微水份測(cè)量技術(shù)的發(fā)展前景還十分廣闊，專業(yè)技術(shù)人員要走的路還很長(zhǎng)。
不同水份含量的氣體在不同溫度下的鏡面上會(huì)結(jié)露。采用光電檢測(cè)技術(shù)，檢測(cè)出露層并測(cè)量結(jié)露時(shí)的溫度，直接顯示露點(diǎn)。鏡面制冷的方法有：半導(dǎo)體制冷、液氮制冷和高壓空氣制冷。鏡面式露點(diǎn)儀采用的是直接測(cè)量方法，在保證檢露準(zhǔn)確、鏡面制冷高效率和精密測(cè)量結(jié)露溫度前提下，該種露點(diǎn)儀可作為標(biāo)準(zhǔn)露點(diǎn)儀使用。目前國(guó)際上*高精度達(dá)到±0.1℃(露點(diǎn)溫度)，一般精度可達(dá)到±0.5℃以內(nèi)。
2. 電傳感器式露電儀
采用親水性材料或憎水性材料作為介質(zhì)，構(gòu)成電容或電阻，在含水份的氣體流經(jīng)后，介電常數(shù)或電導(dǎo)率發(fā)生相應(yīng)變化，測(cè)出當(dāng)時(shí)的電容值或電阻值，就能知道當(dāng)時(shí)的氣體水份含量。建立在露點(diǎn)單位制上設(shè)計(jì)的該類傳感器，構(gòu)成了電傳感器式露點(diǎn)分析儀。目前國(guó)際上*高精度達(dá)到±1.0℃(露點(diǎn)溫度)，一般精度可達(dá)到±3℃以內(nèi)。
3. 電介法露點(diǎn)儀
利用五氧化二磷等材料吸濕后分解成極性分子，從而在電極上積累電荷的特性，設(shè)計(jì)出建立在**含濕量單位制上的電解法微水份儀。目前國(guó)際上*高精度達(dá)到±1.0℃(露點(diǎn)溫度)，一般精度可達(dá)到±3℃以內(nèi)。
4. 晶體振蕩式露點(diǎn)儀
利用晶體沾濕后振蕩頻率改變的特性，可以設(shè)計(jì)晶體振蕩式露點(diǎn)儀。這是一項(xiàng)較新的技術(shù)，目前尚處于不十分成熟的階段。國(guó)外有相關(guān)產(chǎn)品，但精度較差且成本很高。
5. 紅外露點(diǎn)儀
利用氣體中的水份對(duì)紅外光譜吸收的特性，可以設(shè)計(jì)紅外式露點(diǎn)儀。目前該儀器很難測(cè)到低露點(diǎn)，主要是紅外探測(cè)器的峰值探測(cè)率還不能達(dá)到微量水吸收的量級(jí)，還有氣體中其他成份含量對(duì)紅外光譜吸收的干擾。但這是一項(xiàng)很新的技術(shù)，對(duì)于環(huán)境氣體水份含量的非接觸式在線監(jiān)測(cè)具有重要的意義。
6. 半導(dǎo)體傳感器露點(diǎn)儀
每個(gè)水分子都具有其自然振動(dòng)頻率，當(dāng)它進(jìn)入半導(dǎo)體晶格的空隙時(shí)，就和受到充電激勵(lì)的晶格產(chǎn)生共振，其共振頻率與水的摩爾數(shù)成正比。水分子的共振能使半導(dǎo)體結(jié)放出自由電子，從而使晶格的導(dǎo)電率增大，阻抗減小。利用這一特性設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體露點(diǎn)儀可測(cè)到-100℃露點(diǎn)的微量水份。
技術(shù)進(jìn)展的綜合評(píng)估
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們紛紛把光電技術(shù)、新材料技術(shù)、紅外技術(shù)、微波技術(shù)、微電子技術(shù)、光纖技術(shù)、聲波技術(shù)甚至納米技術(shù)應(yīng)用到氣體中水份的測(cè)量，使水份測(cè)量這一古老領(lǐng)域煥發(fā)出青春。
在測(cè)量原理上，技術(shù)人員認(rèn)定鏡面結(jié)露的方法是*直接且精度*高的方法。鏡面露點(diǎn)儀在技術(shù)上將引進(jìn)近代技術(shù)成份。如我們研制的冷鏡式激光露點(diǎn)儀**采用了激光準(zhǔn)直技術(shù)和CCD技術(shù)，在露層判別、露霜圖像識(shí)別技術(shù)上走到了世界前沿。專業(yè)人員在傳統(tǒng)的傳感器材料研究（如氧化鋁材料、氯化鋰材料、高分子材料和陶瓷材料）基礎(chǔ)上，用完全不同的技術(shù)手段，陸續(xù)發(fā)展出許多間接測(cè)量氣體中微量水份的方式方法，解決了不同領(lǐng)域和不同環(huán)境中的微水份測(cè)量問(wèn)題。
氣體中微量水份的測(cè)量歷來(lái)是較難的一門技術(shù)?？梢哉f(shuō)，直到現(xiàn)在國(guó)際上還沒(méi)有一種成熟完善的技術(shù)手段能**解決各種工況環(huán)境下微量水的測(cè)量問(wèn)題。在應(yīng)用了近代技術(shù)之后，也只能說(shuō)針對(duì)某一特定環(huán)境，采用某一項(xiàng)技術(shù)手段，解決某種程度（包括量程和精度）的微水份測(cè)量問(wèn)題。因此，微水份測(cè)量技術(shù)的發(fā)展前景還十分廣闊，專業(yè)技術(shù)人員要走的路還很長(zhǎng)。
