壓縮空氣露點(diǎn)測量原理適用于什么類(lèi)型？

　水分一直是壓縮空氣系統中的一項難題。當露點(diǎn)傳感器處于理想工作狀態(tài)時(shí)，可以采取措施避免出現故障、操作效率低下或產(chǎn)品質(zhì)量差等問(wèn)題。但是，壓縮空氣系統中露點(diǎn)的測量可能存在多種困難，從而導致讀數錯誤、穩定性差甚至傳感器故障。

　　壓縮空氣系統中的露點(diǎn)儀經(jīng)常出現的問(wèn)題通常集中在以下方面：

　　•響應時(shí)間

　　•讀數的可靠性

　　•從水濺或冷凝中恢復

　　•接觸壓縮機油

　　為了更好地理解這些挑戰，我們首先探討一下傳感器技術(shù)之間的性能差異。

　　冷鏡傳感器、金屬氧化物傳感器和聚合物傳感器是三種不同類(lèi)型測量原理類(lèi)型。

　　冷鏡技術(shù)可以在廣泛的露點(diǎn)范圍內提供可靠精度。它的工作原理基于露點(diǎn)的基本定義——冷卻一定量的空氣直到形成冷凝。氣體樣本通過(guò)由冷卻器進(jìn)行冷卻的金屬鏡面，然后將光導向鏡面，以便光學(xué)傳感器測量反射光量。當鏡面冷卻到在其表面開(kāi)始產(chǎn)生冷凝（即已經(jīng)達到露點(diǎn)）時(shí)，鏡面反射的光量減少，這反過(guò)來(lái)又由光學(xué)傳感器檢測到。然后，鏡面上的溫度傳感器將會(huì )細致地調節冷卻速度。一旦在蒸發(fā)和冷凝的速率之間達到平衡狀態(tài)，鏡面溫度就等于露點(diǎn)。由于冷鏡的光學(xué)測量原理，該傳感器對鏡表面上存在的污垢、油污、灰塵和其他污染物高度敏感。類(lèi)似地，準確的冷鏡設備往往很昂貴，一般用于要求精度且可以頻繁進(jìn)行維護和清潔的情況下。

　　接下來(lái)是電容式金屬氧化物傳感器，它采用的是氧化鋁技術(shù)，用于在工業(yè)過(guò)程中測量超低露點(diǎn)。雖然設計中使用的材料類(lèi)型可能不同，但傳感器的結構和工作原理通常保持不變。電容式傳感器采用分層結構構建，依次是基板基礎層、下部電極、吸濕性金屬氧化物中間層和透水上部電極。上下電極之間的電容根據金屬氧化物層（電容器的電介質(zhì)）吸收的水蒸氣量而變化，這就造就了露點(diǎn)測量功能。這種傳感器在-100°C甚至更低的溫度下具有低露點(diǎn)測量精度，但對于露點(diǎn)在較高范圍中變化不定的工藝（如制冷劑干燥系統），其長(cháng)期穩定性往往較差。高濕和冷凝也容易損壞金屬氧化物傳感器。輸出讀數的漂移意味著(zhù)傳感器需要頻繁校準，而校準工作通常只能在制造商的校準實(shí)驗室中進(jìn)行。

　　就傳感器類(lèi)型而言，電容式聚合物傳感器除了具有長(cháng)期穩定性外，還可以在較大的濕度范圍內準確地進(jìn)行測量。自維薩拉于1997年1月推出用于測量露點(diǎn)的聚合物傳感器以來(lái)，DRYCAP技術(shù)已廣泛用于各種工業(yè)和氣象應用。自從有了新的創(chuàng )新技術(shù)，聚合物傳感器也可用于低露點(diǎn)應用。盡管電容式聚合物傳感器工作原理與金屬氧化物傳感器相似，但仍存在一些關(guān)鍵差異。除了在吸濕層中存在明顯的材料差異（聚合物與金屬氧化物）外，電容式聚合物傳感器還與電阻式溫度傳感器關(guān)聯(lián)在一起。聚合物傳感器根據相對濕度(RH)測量濕度（被測氣體中的水分子含量），而溫度傳感器則測量聚合物傳感器的溫度。根據這兩個(gè)值，變送器電子裝置中的微處理器就可以計算露點(diǎn)溫度。維薩拉還發(fā)明了一種自動(dòng)校準功能，旨在利用聚合物傳感器在非常干燥的條件下測量準確的露點(diǎn)值。當相對濕度接近零時(shí)，濕度的微小變化將導致露點(diǎn)讀數發(fā)生相當大的變化。例如，在室溫下，露點(diǎn)-40°C和-50°C分別對應于0.8％RH和0.3％RH的相對濕度。利用聚合物傳感器的典型±2％RH精度指標，可以在低至-9°C的露點(diǎn)溫度下實(shí)現±2°C露點(diǎn)的精度。自動(dòng)校準可將此精度從±2oC擴展到低至-80°C露點(diǎn)溫度。

　　在自動(dòng)校準期間，人們會(huì )對傳感器進(jìn)行加熱并使其冷卻，同時(shí)監測并繪制傳感器的濕度和監測的讀數。然后，該數據將在接受分析后用于調整濕度傳感器的讀數。

　　這一準確校準的關(guān)鍵在于傳感器的輸出等于相對濕度(RH)，而相對濕度隨溫度而變化。這種*的物理依賴(lài)性使得自動(dòng)校準可以評估在0％RH下的低濕度讀數是否正確。然后，微處理器會(huì )自動(dòng)糾正所有可能的漂移。這樣，即使在低露點(diǎn)時(shí)，其精度也優(yōu)于±2oC。

　　聚合物技術(shù)是經(jīng)多年測試和精心選材的成果，它與智能電子技術(shù)相結合，可為需要對露點(diǎn)變送器進(jìn)行維護的應用提供高性能解決方案。