露點(diǎn)儀在壓縮空氣濕度測量中的應(yīng)用

露點(diǎn)儀在壓縮空氣濕度測量中的應(yīng)用摘 要 通過露點(diǎn)儀在壓縮空氣干燥系統(tǒng)中的應(yīng)用，述敘了露點(diǎn)儀的測量原理和露點(diǎn)儀DMT242的主要技術(shù)參數(shù)。結(jié)合實(shí)際介紹了選用露點(diǎn)儀要注意的事項(xiàng)和要考慮的因素。實(shí)踐證明露點(diǎn)儀是檢測壓縮空氣濕度的有效計(jì)量手段。 關(guān)鍵詞 濕度 露點(diǎn)儀 壓縮空氣 檢測 壓縮空氣在各行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，特別是在化工行業(yè)，壓縮空氣是物料輸送、物料干燥、儀表控制（氣動(dòng)儀表、調(diào)節(jié)閥）等的工作介質(zhì)和動(dòng)力源。其中壓縮空氣中的濕度（水蒸汽含量）是表示空氣質(zhì)量一個(gè)重要的參數(shù)。國標(biāo)GB/T13277-91一般用壓縮空氣質(zhì)量等級(jí)中有具體的規(guī)定。目前對(duì)壓縮空氣的“質(zhì)量”，其“量”的測量檢測技術(shù)成熟，如對(duì)其溫度、壓力、流量的測量，計(jì)量儀表類型多，容易做到；而對(duì)其“質(zhì)”，如含水（蒸汽）量、固體粒子、總油量等，由于測量技術(shù)手段的原因，沒有引起足夠的重視。其中對(duì)含水（蒸汽）量的分析，多采用實(shí)驗(yàn)室手段，如重量法、濕度計(jì)、露點(diǎn)法，分析方法繁瑣，時(shí)間長，其中關(guān)鍵是不能在線分析，連續(xù)測量。 2003年10月，我公司因糊樹脂擴(kuò)產(chǎn)，對(duì)用于糊樹脂物料輸送、干燥和控制儀表氣源用氣的空壓站進(jìn)行技術(shù)改造，在增加空氣產(chǎn)量（流量）的基礎(chǔ)上，要求在線檢測壓縮空氣干燥機(jī)出口成品氣的露點(diǎn)溫度，即經(jīng)除水（蒸汽）、除油、除塵后壓縮空氣的濕度，以達(dá)到指導(dǎo)空壓系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，干燥系統(tǒng)節(jié)能降耗，提高儀表執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行可靠性的目的。為此，選用了北京浮美通電子儀器技術(shù)有限公司代理的芬蘭VAISALA公司的DMT242露點(diǎn)儀，使壓縮空氣含水量在線測量得以實(shí)踐，給后序使用壓縮空氣的干燥工序提供了優(yōu)質(zhì)的干燥空氣，也為壓縮干燥機(jī)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了有效的計(jì)量檢測手段。1 空氣濕度計(jì)量的方法和測量原理1.1 計(jì)量方法 表述空氣濕度量值有多種，常用的有：相對(duì)濕度（Relative Humidity），絕對(duì)濕度（Absolute Humidity），飽和水蒸汽壓（Saturation Vapor Pressure），露點(diǎn)溫度（Dew-Point Temperature）等。1.2 測量原理 過去，濕度的測量是直接用數(shù)量顯示并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，較為困難?，F(xiàn)代測量技術(shù)的發(fā)展，使?jié)穸葴y量已成為一個(gè)領(lǐng)域，特別是90年代以來，其濕度測量經(jīng)歷了長度法、干濕法，直到今天的電測量歷程，濕度測量技術(shù)日漸成熟。目前，濕度傳感器（露點(diǎn)儀）分為電阻式和電容式等，產(chǎn)品的基本形式都是在基片涂覆感濕材料形成感濕膜，空氣中的水蒸汽吸附于感濕材料后，元件的阻抗、介質(zhì)常數(shù)發(fā)生很大變化，檢測出這種變化并對(duì)非線性溫漂進(jìn)行多種形式的補(bǔ)償（軟件、硬件等方法），從而制成濕度傳感器（露點(diǎn)儀）。VAISALA公司生產(chǎn)的DMT242露點(diǎn)儀就是采用高分子薄膜探頭并帶有自動(dòng)校準(zhǔn)軟件。2 壓縮空氣露點(diǎn)溫度的測量 露點(diǎn)溫度：將被測氣體進(jìn)行冷卻，使所含的水蒸汽達(dá)到飽和，當(dāng)以露或霜的形式表現(xiàn)出來，此刻的溫度即為該氣體的露點(diǎn)溫度。露點(diǎn)溫度越高，說明氣體濕度越高，反之，說明氣體濕度低。因此，露點(diǎn)溫度是描述氣體濕度（含水蒸汽量）的主要濕度參數(shù)。直得注意的是，空氣壓力為一個(gè)大氣壓時(shí)稱為“大氣露點(diǎn)”（也稱常壓露點(diǎn)），壓縮空氣的露點(diǎn)溫度稱為此壓力下的“壓力露點(diǎn)?！笨諝庵兴魵夂恳詨毫β饵c(diǎn)表示，壓力露點(diǎn)是壓縮空氣干燥系統(tǒng)性能的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。為實(shí)現(xiàn)壓縮空氣“壓力露點(diǎn)”的連續(xù)測量，可選用露點(diǎn)儀進(jìn)行測量，DMT242露點(diǎn)傳感器是在低露點(diǎn)且需要控制干點(diǎn)的工業(yè)環(huán)境的理想選擇。傳感器長期高穩(wěn)定且測量范圍寬，測量的露點(diǎn)范圍從-80+60，精度2且響應(yīng)迅速。探頭在結(jié)露、特殊污染、油氣和大多數(shù)化學(xué)環(huán)境中不受影響，可直接安裝。DMT242帶有自動(dòng)校準(zhǔn)軟件，在線工作時(shí)才啟動(dòng)，可以自動(dòng)校準(zhǔn)零點(diǎn)漂移，這些智能的自動(dòng)校準(zhǔn)和復(fù)位過程可使DMT240傳感器等級(jí)高，維護(hù)量小。 主要技術(shù)指標(biāo)： 測量范圍：DMT242A -80+60 露點(diǎn)精度：（DRYCAP180M）2 探頭保護(hù)：不銹鋼燒結(jié)過濾網(wǎng) 防爆等級(jí)：IP65（NEMA4） 響應(yīng)時(shí)間：63% 90%（氣體溫度20、流速1L/min、壓力0.1MPa） +60-20 Td 5s45s -80+60 Td 10s240s圖1 壓縮空氣工藝流程示意圖3 安裝接線與測量 在空壓站系統(tǒng)，露點(diǎn)儀最好安裝在工藝系統(tǒng)的出口處或總管上，以測量壓縮空氣經(jīng)除水（蒸汽）、除油、除塵后成品氣的露點(diǎn)溫度（濕度）。工藝簡圖如圖1所示。從圖1可看出：露點(diǎn)儀一表三用（節(jié)約費(fèi)用），可通過手工切換，分別測量組合干燥機(jī)、微熱吸干機(jī)空氣出口總管的露點(diǎn)溫度，平時(shí)可連續(xù)對(duì)一臺(tái)工藝認(rèn)為重要的機(jī)組進(jìn)行連續(xù)測量。電氣接線如圖2示。從圖2可看出：數(shù)顯儀直接顯示壓縮空氣的露點(diǎn)溫度，由于露點(diǎn)儀功耗很低，數(shù)顯儀可直接給露點(diǎn)儀提供電源，以減少維護(hù)量和費(fèi)用?？稍跀?shù)顯儀上對(duì)露點(diǎn)溫度設(shè)置上、下限報(bào)警，提醒操作人員。圖2 DMT242接線示意圖4 測量露點(diǎn)溫度應(yīng)考慮的因素 （1）DMT242露點(diǎn)儀的專門設(shè)計(jì)適合極端惡劣的環(huán)境，且防污染，防塵，防水，外殼保護(hù)等級(jí)為IP65，可直接安裝到最大壓力為2MPa的工業(yè)環(huán)境中。為提高露點(diǎn)儀的使用壽命和測量精度，在有污染和粉塵的空氣中測量，最好采用有過濾裝置的采樣系統(tǒng)，過濾后進(jìn)行測量。 （2）新上設(shè)備、管道或檢修后，開始測量時(shí)由于管道內(nèi)空氣濕度是動(dòng)態(tài)的，故測量值變化較大，要等管道內(nèi)原有的空氣置換完后測量數(shù)值才穩(wěn)定。 （3）管道檢修后難免有泄漏點(diǎn)，這樣也使測量不準(zhǔn)確，下雨天時(shí)較明顯，表現(xiàn)在測量值上（露點(diǎn)溫度）高于平時(shí)實(shí)際值，應(yīng)注意堵漏。 （4）同一濕度的氣體，露點(diǎn)溫度僅受壓力的影響。壓力升高，露點(diǎn)溫度升高；反之，露點(diǎn)溫度下降。由此可見，嚴(yán)格控制壓縮空氣干燥系統(tǒng)壓力的波動(dòng)，對(duì)準(zhǔn)確檢測氣體露點(diǎn)溫度有著積極的意義。 （5）和露點(diǎn)儀配套的二次儀表（數(shù)顯儀、記錄儀或計(jì)算機(jī)），量程的設(shè)置必須與露點(diǎn)儀量程一致，否則影響測量精度。 （6）在實(shí)踐中，在線帶壓測量，應(yīng)按說明書規(guī)定的壓力補(bǔ)償范圍內(nèi)，在露點(diǎn)儀上將壓力補(bǔ)償開關(guān)的位置設(shè)定在工藝要求的測量壓力位置上，以提高測量精度。 （7）露點(diǎn)儀的測量探頭在管道上的插人深度最好為1/3（D為管道直徑）。5 選擇露點(diǎn)儀應(yīng)注意的事項(xiàng)5.1 量程、精度和長期穩(wěn)定性 測量精度是露點(diǎn)儀的重要指標(biāo)。根據(jù)工藝測量要求選擇適宜的量程、精度和廠家（精度、廠家不同，價(jià)格相差甚遠(yuǎn)），且長期穩(wěn)定性要好。5.2 露點(diǎn)儀的溫度系數(shù) 濕敏元件除對(duì)濕度敏感外，對(duì)溫度也十分敏感，溫漂非線性。因此，露點(diǎn)儀本身要有補(bǔ)償校準(zhǔn)措施。要注意露點(diǎn)儀測量時(shí)的溫度范圍。5.3 露點(diǎn)儀特性的初步判斷 新購露點(diǎn)儀，安裝前可用濕毛巾或其它加濕手段在露點(diǎn)儀探頭處加濕，觀察結(jié)露狀態(tài)下其特性如量程、分辯率、靈敏度等。5.4 露點(diǎn)儀的校準(zhǔn) 露點(diǎn)儀的校準(zhǔn)比較困難，最終要依據(jù)質(zhì)監(jiān)部門或生產(chǎn)廠家正規(guī)完備的檢測設(shè)備和手段進(jìn)行校準(zhǔn)（如飽和鹽溶液標(biāo)定），也可使用名牌產(chǎn)品作對(duì)比校準(zhǔn)。最好兩年校準(zhǔn)一次。6 結(jié)語 露點(diǎn)儀自2004年5月投用以來，顯示準(zhǔn)確、穩(wěn)定，基本上沒有什么維護(hù)量。2006年3月