壓縮空氣中的露點(diǎn)常見(jiàn)問(wèn)題及解決方案

一、什么是露點(diǎn)？

　　露點(diǎn)溫度用于衡量氣體中的水氣含量。水具備這樣一種特性：能夠在多種條件下以液體、固體或氣體的形式存在。為了解水蒸氣的性質(zhì)，首先要知道氣體的一般性質(zhì)。

　　對于任何氣體混合物而言，總壓等于所有組分氣體的分壓之和。這就是道爾頓定律，其表示如下：

P總和=P1+P2+P3…

　　混合物中任何氣體的量都可以用壓力來(lái)表示?？諝獾闹饕煞质堑獨?、氧氣和水氣，因此大氣總壓由這三種氣體的分壓組成。雖然氮氣和氧氣的濃度較為穩定，但水氣的濃度變化很大，必須通過(guò)測量來(lái)確定。

　　水氣的最大分壓隨溫度變化而變化。例如，溫度為20°C時(shí)，水氣的最大分壓為23.5 mbar。23.5 mbar被稱(chēng)為20°C時(shí)的“飽和水氣壓力"。在20°C的“飽和"環(huán)境下，添加更多水氣會(huì )發(fā)生冷凝。這種冷凝現象可用來(lái)測量水氣含量。

　　水氣濃度未知的氣體經(jīng)過(guò)一個(gè)溫度受控的表面。將表面冷卻，直至形成冷凝。冷凝形成時(shí)的溫度稱(chēng)為“露點(diǎn)溫度"。因為溫度與飽和水氣壓力之間存在*的相關(guān)性（請注意，水氣的最大分壓，又稱(chēng)“飽和水氣壓力"，隨溫度變化而變化），所以測量氣體的露點(diǎn)溫度就可以直接測量水氣的分壓。知道露點(diǎn)溫度，就可以計算出或查到對應的飽和水氣壓力。下表顯示了一些溫度值及其對應的飽和水氣壓力值：

二、露點(diǎn)與霜點(diǎn)有何區別？

　　露點(diǎn)(Td)是含水氣的氣體在恒壓下達到飽和時(shí)的溫度。這是相對于冰點(diǎn)以上的溫度而言的，此時(shí)表面冷凝物是液態(tài)水。霜點(diǎn)(Td/f)指低于冰點(diǎn)時(shí)的飽和溫度，對應的表面為冰。實(shí)際上，在冷凍條件下，霜往往比露珠更早形成。

　　這種差異是由于水氣在水面或冰面上方時(shí)，其分壓發(fā)生輕微變化造成的。這種變化被用來(lái)計算代表高于和低于冰點(diǎn)溫度的飽和點(diǎn)的值。低于冰點(diǎn)溫度時(shí)的飽和點(diǎn)越低，Td與Td/f之間的差異就越大（請參見(jiàn)圖表）。

　　理解這種差異的一個(gè)簡(jiǎn)單方法是，當露點(diǎn)低于0°C時(shí)，霜點(diǎn)將被用來(lái)表達此時(shí)的狀態(tài)。維薩拉儀表默認使用相應的Td/f，并且可以計算和輸出您的應用所需的任一變量。

三、露點(diǎn)與“壓力露點(diǎn)"有何區別？

　　在高于大氣壓的壓力條件下測量氣體的露點(diǎn)溫度時(shí)，我們會(huì )用到“壓力露點(diǎn)"這一術(shù)語(yǔ)。它是指氣體在壓力環(huán)境下的露點(diǎn)溫度。這一點(diǎn)非常重要，因為改變氣體壓力會(huì )改變該氣體的露點(diǎn)溫度。

四、壓力對露點(diǎn)有什么影響？

　　增大氣體壓力會(huì )使該氣體的露點(diǎn)溫度升高。例如，大氣壓力為1013.3 mbar，此時(shí)露點(diǎn)溫度為-10°C。由上表可知，水氣的分壓（用符號“e"表示）為2.8 mbar。如果將空氣壓縮，使總壓力加倍到2026.6 mbar，那么根據道爾頓定律，水氣的分壓e也將加倍到5.6 mbar。5.6 mbar對應的露點(diǎn)溫度約為-1°C，因此很明顯，增大空氣壓力也會(huì )使空氣的露點(diǎn)溫度升高。相反，將壓縮空氣膨脹到大氣壓力會(huì )降低所有氣體組分（包括水氣）的分壓，從而降低氣體的露點(diǎn)溫度?？倝毫εc水氣分壓e的關(guān)系可表示為：P1/P2=e1/e2。

　　通過(guò)將露點(diǎn)溫度換算為對應的飽和水氣壓力，可以輕松地計算出總壓力變化對飽和水氣壓力的影響。然后可以將新的飽和水氣壓力值轉換回對應的露點(diǎn)溫度。這些計算可以使用表格手動(dòng)完成，也可以借助各種軟件進(jìn)行。提供多種采樣單元硬件（包括快速斷路器、冷卻線(xiàn)圈和焊接的壓縮配件），使露點(diǎn)傳感器可以在任何工藝過(guò)程中輕松安裝。

五、為什么了解壓縮空氣中的露點(diǎn)很重要？

　　壓縮空氣中露點(diǎn)溫度的重要性取決于空氣的預期用途。在很多情況下，露點(diǎn)并非關(guān)鍵（氣動(dòng)工具的便攜式壓縮機、加氣站輪胎充氣系統等）。

　　有些情況下，露點(diǎn)很重要，因為輸送空氣的管路暴露在冰凍溫度下，高露點(diǎn)可能導致管路凍結和堵塞。許多現代工廠(chǎng)利用壓縮空氣來(lái)操作各種設備，如果內部部件上發(fā)生冷凝，有些設備可能會(huì )出現故障。有些需要壓縮空氣的水敏工藝（例如噴漆）可能有特定的干燥規范。另外，醫療和制藥工藝可能會(huì )將水氣和其他氣體視為污染物，要求達到非常高的純度。

六、壓縮空氣中露點(diǎn)溫度通常的范圍是多少？

　　壓縮空氣中的露點(diǎn)溫度范圍上限為環(huán)境溫度，低可達-80°C，有時(shí)在特殊情況下會(huì )更低。沒(méi)有空氣干燥能力的壓縮機系統往往會(huì )產(chǎn)生在環(huán)境溫度下飽和的壓縮空氣。裝有冷干機的系統中的壓縮空氣會(huì )流經(jīng)某種冷卻式熱交換器，從而使氣流中的水冷凝析出。這些系統通常會(huì )產(chǎn)生露點(diǎn)不低于5°C的空氣。吸干機系統中的干燥劑吸收氣流中的水氣，可產(chǎn)生露點(diǎn)為-40°C的空氣，必要時(shí)可進(jìn)一步干燥。適用于儀表空氣的ANSI/ISA-7.0.01-1996。

七、壓縮空氣的質(zhì)量標準是什么？

　　ISO8573.1是具體說(shuō)明壓縮空氣質(zhì)量的國際標準。該標準定義了三類(lèi)空氣質(zhì)量的限值：

　　1、任何殘余顆粒物的最大顆粒尺寸

　　2、允許的最高露點(diǎn)溫度

　　3、最大殘余油含

　　下表中每個(gè)類(lèi)別都具有一個(gè)介于1到6之間的質(zhì)量等級編號，其依據為表中所示的參考值。例如，如果某個(gè)系統符合ISO8573.1標準，且等級被評定為1.1.1，則它能提供露點(diǎn)不高于-70°C的空氣?？諝庵兴袣堄囝w粒物尺寸不超過(guò)0.1μm，最大油含量為0.01 mg/m3。另有其他壓縮空氣質(zhì)量標準，例如適用于儀表空氣的ANSI/ISA-7.0.01-1996。

八、如何可靠地測量壓縮空氣中的露點(diǎn)？

　　露點(diǎn)測量的一些原則適用于所有類(lèi)型的儀表，無(wú)論制造商是誰(shuí)：

　　1、選擇具有正確測量范圍的儀表：有些儀表適合測量高露點(diǎn)，但不適合測量低露點(diǎn)。同樣，有些儀表適測量非常低的露點(diǎn)，但在暴露于高露點(diǎn)時(shí)，性能會(huì )受到影響。

　　2、了解露點(diǎn)儀表的壓力特征：有些儀表不適合在加工壓力下使用?？梢园惭b這些儀表來(lái)測量膨脹到大氣壓力后的壓縮空氣，但如果壓力露點(diǎn)是所需的測量參數，則測量的露點(diǎn)值必須進(jìn)行壓力補償校正。

　　3、正確安裝傳感器：遵循制造商的說(shuō)明。不要在短管末端或其他無(wú)氣流的管道的“死區"部分安裝露點(diǎn)傳感器。

　　維薩拉生產(chǎn)的露點(diǎn)系列儀表，是測量壓縮空氣露點(diǎn)溫度的理想之選。DRYCAP®傳感器技術(shù)可在低至-80°C的環(huán)境溫度下快速測量露點(diǎn)，且在整個(gè)范圍內都能保持±2°C的準確度。

除上述一般原則，在選擇和安裝維薩拉露點(diǎn)儀表時(shí)還應考慮以下事項：

　　A.露點(diǎn)傳感器的最佳安裝方式是將傳感器與壓縮空氣管路隔離開(kāi)來(lái)?？蓪鞲衅靼惭b在“采樣單元"中，然后將該單元采用T型方式連接到壓縮空氣管路。會(huì )有少量壓縮空氣排出并流經(jīng)傳感器。采樣單元應由不銹鋼制成，并用導管(1/4"或6 mm)連接到T形接頭。在采樣單元和空氣管路之間安裝一個(gè)隔離閥將會(huì )非常實(shí)用，便于輕松地安裝和拆卸傳感器。

　　B.流量調節裝置對于控制流經(jīng)傳感器的氣流不可少的。所需的流速僅為1 slpm。調節裝置可以是泄露螺釘或閥門(mén)。為了測量壓力露點(diǎn)，應將調節裝置安裝在傳感器的下游，以便當隔離閥打開(kāi)時(shí)，傳感器處于工藝過(guò)程壓力之中。要在大氣壓力下測量露點(diǎn)，應將調節裝置安裝在露點(diǎn)傳感器的上游。

　　C.請勿在超過(guò)推薦流速的空氣中采樣。測量壓力露點(diǎn)時(shí)，流速過(guò)高會(huì )在傳感器處產(chǎn)生局部壓降。因為露點(diǎn)溫度對壓力很敏感，這會(huì )導致測量出錯。

　　D.最佳的氣流導管材質(zhì)是不銹鋼(SS)。非金屬管能吸收和解吸水氣，導致測量響應滯后。如果沒(méi)有不銹鋼管，請考慮使用PTFE或其他不吸水的材料。不要使用透明塑料管或黃色橡膠管。

　　E.通過(guò)將傳感器直接安裝在壓縮空氣管路中，可以降低露點(diǎn)儀表的安裝成本。在這些情況下，應選擇一個(gè)傳感器有足夠氣流且壓縮空氣溫度等于或接近環(huán)境溫度的位置，這一點(diǎn)非常重要。

九、露點(diǎn)傳感器出現故障的警示信號是什么？

　　儀表總是顯示一個(gè)值，仿佛輸出或顯示被鎖定了。

　　儀表“觸底"，其讀數始終為可能的低值。

　　儀表讀數不穩定，在很寬的數值范圍內快速或隨機變化。

　　儀表顯示不可能的干/濕露點(diǎn)值。

十、應該多久檢查或校準一次露點(diǎn)傳感器？

　　最好遵循制造商的建議。維薩拉建議校準間隔為一年或兩年，視儀表具體型號而定。有時(shí)，對照經(jīng)過(guò)校準的便攜式儀表進(jìn)行簡(jiǎn)單的現場(chǎng)檢查就足以驗證其他儀表的運行是否正常。維薩拉在每種儀表的對應用戶(hù)指南中提供了詳細的校準信息。如果您對露點(diǎn)儀表的性能有任何疑問(wèn)，請隨時(shí)檢查其校準情況。