本文從理論和實驗兩方面研究了對露點溫度測量作用較大的幾個影響參數。無錫徽科特測控技術有限公司進行了幾個冷鏡式露點儀的實驗測試,來研究鏡面清潔、熱力環境、流動速度、泄漏、壓力變化、溫度測量和光學探測對露點儀的影響作用。該研究集中在-40℃~0℃之間的露點溫度。研究結果顯示,當使用冷鏡式露點儀作為參考標準或傳遞標準時,必須特別注意流動速度的作用,同時還發現,用來清潔鏡面的棉花頭是污染的主要來源。
在濕度測量中,英國密析爾冷鏡式露點儀在溯源或量值傳遞中承擔著重要的角色,在濕度國家標準比對時作為傳遞標準,在大多數經過認證的濕度計量實驗室作為標準器,現在也有越來越多的企業用精密露點儀建立企業標準。由于標準程序不能完全包括所有的影響參數,不同的實驗室間很難獲得可比較的校準結果。特別是由于很難區別鏡面上露和霜的形成差別,亦或是露和霜的混合,-40℃~0℃之間的露點溫度存在一些特殊的問題。
八個歐洲國家標準實驗室的比對結果異常更是引起了人們對該問題的強烈關注。之后的調查顯示,所觀測到的差異肯定不是由于國家標準執行情況的不同引起的,而應該是由于技術規范沒有完全覆蓋到的操作差異和各種影響因素造成的。十多年前,無錫徽科特測控技術有限公司介紹了影響冷鏡式溫度測量的主要問題和應預防的事項,指出對應該被控制但又被忽略的影響量做更加仔細的研究,確定傳遞標準用于露點比對時出現的主要問題,并且研究出一個能夠在比對和校準中得到最可靠結果的操作規程。本文將一些冷鏡式露點儀放在范圍為-40℃~0℃之間露點溫度的環境中進行研究。所研究的影響參數包括鏡面清潔方法、液體冷卻和傳感頭溫度、流速、測試壓力浮動以及泄漏。
在英國密析爾冷鏡式露點儀中,珀爾帖制冷器能量效應致使凝結水滴或冰晶層維持在鏡面上。冷凝物的增長(或消失)導致散射到光電探測器的光量的增加(或減少),這就會引起鏡面的加熱或降溫。嵌入鏡面的溫度傳感器顯示的溫度非常接近于穿過鏡面的氣體的實際露點溫度。由于溫度的動態控制,鏡面的溫度始終都在輕微地波動。
一、冷凝物表面溫度的測量
冷鏡式露點儀測量過程中的一個重要因素是冷凝物表面溫度的測量。眾所周知,如果物體表面沒有與它所在環境達到熱力平衡,那么其表面的溫度就很難進行精確的測量。在冷鏡式露點儀中,珀爾帖冷卻器維持著鏡面的熱平衡。經過各種熱傳導、熱傳送和輻射過程,熱量傳遞到樣氣、傳感器室、光源和嵌入在鏡面中的溫度傳感器。若鏡面邊緣是完全絕緣的,通過冷凝物和鏡面的熱梯度就要求鏡子模塊的溫度比冷凝層表面的溫度(即定義所規定的露點溫度)低。若不是完全絕緣,那么珀爾帖冷卻器熱的一邊和其周圍的熱量可能就會經過傳感室流入鏡面中,嵌入式溫度傳感器的自加熱和它導線的熱傳導加熱都會提高所測得的鏡面溫度。
無論是樣氣溫度或流速的改變,或是溫濕度傳感器本身溫度的變化,亦或是液體冷卻劑的改變,都會影響所測得的溫度,這是因為在保持冷凝物表面溫度恒定的同時,珀爾帖冷卻器和各種熱梯度還得適應負荷的變化。這些變化需要一些時間來適應,尤其是絕緣性好的物體更是需要較長的反應時間。造成測得的溫度和真實露點溫度不同的其它影響因素還包括冷凝層的熱傳導性和厚度,這兩個因素都由鏡面的清潔程度和電子珀爾帖控制的特殊設置和質量決定。
免責聲明: 本文僅代表作者個人觀點,與 綠色節能環保網 無關。其原創性以及文中陳述文字和內容未經本站證實, 對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾,請讀者僅 作參考,并請自行核實相關內容。