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冷鏡式露點儀測量精度的影響因素
更新時間:2019-05-20  |  點擊率:1345

在露點測量中,鏡面污染是一個突出問題,其影響主要表現在兩個方面:一是烏拉爾效應,二是改變鏡面本底散射水平。烏拉爾效應是由水溶性物質造成的。如果被測氣體中攜帶這種物質(一般是可溶性物質),則提前結露,使測量結果產生正偏差。若污染物是不溶于水的微粒,如灰塵等,則會增加本底的散射水平,從而使光電露點儀發生零點漂移。此外,一些沸點比水低的容易冷凝的物質的蒸汽,也將對露點的測量產生干擾。烏拉爾效應是指鏡面上存在水溶性物質時,體系的平衡水汽壓低于純水時的飽和水汽壓。這些水溶性物質可以是鏡面上固有的,或者是被測氣體中含有的。根據烏拉爾定律,溶液平衡水汽壓的降低與溶液濃度成正比,即

  Δe=eW

  ·X (5)

  式中:X——— 為溶質的摩爾分數;Δ———溶液平衡

  水汽壓的降低值,hPa;eW

  ———純水平面的飽和水汽

   壓,hPa。

  根據烏拉爾效應可以解釋為什么在達到被測氣體的露點溫度之前會有早期冷凝現象發生。鏡面表層由于清洗不干凈或使用時環境的污染,常有一些可溶性雜質。而只有當鏡面上露層與氣體中水蒸氣達到平衡時,測出的溫度才是露點溫度。而這種氣、液的兩相平衡是一種動態平衡,即單位時間內從液相蒸發到氣相的分子數等于從氣相凝結到液相的分子數。當溶劑(水)中溶解了難揮發的溶質時,其表面不均勻地被溶質的粒子占據,所以單位時間從鏡面上的溶液中蒸發出的分子數則比純水中蒸發出的分子數要少。此種情況下若達到相平衡,則鏡面上溶液的蒸汽壓低于純水的蒸汽壓,而此時露點溫度與蒸汽壓是一一對應的。根據拉烏爾定律,溶液的露點溫度比實際(純水)要高,且升高量與溶質的摩爾分數成正比;若要使這種影響小于0.11℃,則要求可溶性雜質的摩爾分數小于0.62%。在0℃以下鏡面上結霜時由于雜質與霜不能互溶,此時影響可忽略。4.2 減少烏拉爾效應的措施減少烏拉爾效應的措施有:

  (1)由于鏡面上不同厚度的露層對光的反射或散射的程度不同,可利用光路來檢測露層厚度,因為露層厚度相對變厚時雜質濃度便會降低,可減小雜質影響;

  (2)具有鏡面自清洗功能的露點儀,可通過對鏡面的適度清洗,減低或消除雜質的影響。

  此外,鏡面也常會有一些不溶于水的微粒(如灰塵等)會增加鏡面本底散射水平,使露點儀發生零點漂移。解決這種影響的方法:在測量前,先給鏡面深度制冷,然后升溫,再降溫,直至達到露點。對于氣體中的沸點較高的微粒,此種方法不起作用。

 

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