鏡面污染對露點(diǎn)測量的影響

在露點(diǎn)測量中，鏡面污染是一個(gè)突出的問(wèn)題，其影響主要表現在兩個(gè)方面；一是拉烏爾效應，二是改變鏡面本底放射水平。拉烏爾效應是由水溶性物質(zhì)造成的。如果被測氣體中攜帶這種物質(zhì)(一般是可溶性鹽類(lèi))則鏡面提前結露，使測量結果產(chǎn)生正偏差。若污染物是不溶于水的微粒，如灰塵等，則會(huì )增加本底的散射水平，從而使光電露點(diǎn)儀發(fā)生零點(diǎn)漂移。此外，一些沸點(diǎn)比水低的容易冷凝的物質(zhì)(例如有機物)的蒸氣，不言而喻將對露點(diǎn)的測量產(chǎn)生干擾。因此，無(wú)論任何一種類(lèi)型的露點(diǎn)儀都應防止污染鏡面。一般說(shuō)來(lái)，工業(yè)流程氣體分析污染的影響是比較嚴重的。但即使是在純氣的測量中鏡面的污染亦會(huì )隨時(shí)間增加而積累。

測量條件的選擇

在露點(diǎn)儀的設計中要著(zhù)重考慮直接影響結露過(guò)程熱質(zhì)交換的各種因素，這個(gè)原則同樣適用于自動(dòng)化程度不太高的露點(diǎn)儀器操作條件的選擇。這里主要討論鏡面降溫速度和樣氣流速問(wèn)題。

1.被測氣體的溫度通常都是室溫。因此當氣流通過(guò)露點(diǎn)室時(shí)必然要影響體系的傳熱和傳質(zhì)過(guò)程。當其它條件固定時(shí)，加大流速將有利于氣流和鏡面之間的傳質(zhì)。特別是在進(jìn)行低霜點(diǎn)測量時(shí)，流速應適當提高，以加快露層形成速度，但是流速不能太大，否則會(huì )造成過(guò)熱問(wèn)題。這對制冷功率比較小的熱電制冷露點(diǎn)儀尤為明顯。流速太大還會(huì )導致露點(diǎn)室壓力降低而流速的改變又將影響體系的熱平衡。所以在露點(diǎn)測量中選擇適當的流速是必要的，流速的選擇應視制冷方法和露點(diǎn)室的結構而定。一般的流速范圍在0.4~0.7L﹒min-1之間。為了減小傳熱的影響，可考慮在被測氣體進(jìn)入露點(diǎn)室之前進(jìn)行預冷處理。

2.在露點(diǎn)測量中鏡面降溫速度的控制是一個(gè)重要問(wèn)題，對于自動(dòng)光電露點(diǎn)儀是由設計決定的，而對于手控制冷量的露點(diǎn)儀則是操作中的問(wèn)題。因為冷源的冷卻點(diǎn)、測溫點(diǎn)和鏡面間的熱傳導有一個(gè)過(guò)程并存在一定的溫度梯度。所以熱慣性將影響結露(霜)的過(guò)程和速度，給測量結果帶來(lái)誤差。這種情況又隨使用的測溫元件不同而異，例如由于結構關(guān)系，鉑電阻感溫元件的測量點(diǎn)與鏡面之間的溫度梯度比較大，熱傳導速度也比較慢，從而使測溫和結露不能同步進(jìn)行。而且導致露層的厚度無(wú)法控制。這對目視檢露來(lái)說(shuō)將產(chǎn)生負誤差。

3.另一個(gè)問(wèn)題是降溫速度太快可能造成“過(guò)冷”。我們知道，在一定條件下，水汽達到飽和狀態(tài)時(shí)，液相仍然不出現，或者水在零度以下時(shí)仍不結冰，這種現象稱(chēng)為過(guò)飽和或“過(guò)冷”。對于結露 (或霜)過(guò)程來(lái)說(shuō)，這種現象往往是由于被測氣體和鏡面非常干凈，乃至缺少足夠數量的凝結核心而引起的。Suomi在實(shí)驗中發(fā)現，如果一個(gè)高度拋光的鏡面并且其干凈程度合乎化學(xué)要求，則露的形成溫度要比真實(shí)的露點(diǎn)溫度低幾度。過(guò)冷現象是短暫的，共時(shí)間長(cháng)短和露點(diǎn)或霜點(diǎn)溫度有關(guān)。這種現象可以通過(guò)顯微鏡觀(guān)察出來(lái)。解決的辦法之一是重復加熱和冷卻鏡面的操作，直到這種現象消除為止。另一個(gè)解決辦法是直接利用過(guò)冷水的水汽壓數據。并且這樣作恰恰與氣象系統低于零度時(shí)的相對濕度定義相吻合。