Микротестер влажности представляет собой прибор, используемый для обнаружения влаги, включая метод электролиза, метод сопротивления и емкости, метод холодного зеркала и метод оптического волокна. Измерительная ячейка является съемной и простой в обслуживании.
Микротестер влажности в основном делится на четыре типа.
1. Электролитический метод
Датчик пятиокиси фосфора использует принцип электролиза молекул воды на водород и кислород. Датчик состоит из стеклянного цилиндра и двух параллельных электродов. Материал электрода (обычно из платиновой или родиевой проволоки) выбирается в соответствии с конкретным применением, и между двумя электродами покрывается очень тонкий слой фосфорной кислоты H3PO4. Электролитический ток между двумя электродами заставляет воду в кислоте разлагаться на H2 и O2. Конечным продуктом этого процесса является пятиокись фосфора. P2O5 — очень гигроскопичный материал, поэтому он поглощает воду из кислорода. Благодаря непрерывному процессу электролиза содержание воды в анализируемом газе должно быть сбалансировано с водой после электролиза. Ток электрода пропорционален содержанию влаги в кислороде. Сигнал обрабатывается внутренним усилителем сигнала прибора, затем отображается и считывается. Этот принцип используется для измерения всех газов. Включая Cl2, HCl, H2S, H2SO4, HBr, SO2, SF6, CO2 и другие газы, а также все инертные газы, за исключением нескольких газов, реагирующих с фосфорной кислотой.
Зонд P2O5 применим для измерения различных инертных газов, углеводородов или агрессивных газов, таких как HCl, Cl2 или SO2, в зависимости от выбранного материала зонда. Материал зонда, контактирующего с кислородом, может быть стеклом, платиной или родием, а также могут быть предусмотрены другие материалы.
Образец газа проходит через зонд особым образом и сочетается с высококачественным интерфейсом. Эти конструкции важны для измерений очень низких уровней ppm, чтобы обеспечить быстрое срабатывание зонда и минимальные помехи. Скорость потока анализируемого газа через зонд обычно устанавливается равной 20 нл/ч (дополнительно 100 нл/ч). Электрический разъем с анализатором имеет водонепроницаемую и герметичную конструкцию. Пользователь может легко восстановить зонд за пять минут. Зонд можно легко установить в любом месте с помощью 3 винтов M4.
Преимущества: высокая чувствительность теста, подходит для очень небольшого количества воды/водных следов, а также может измерять агрессивные газы.
Недостатки: Датчик требует регулярного повторного покрытия, с большим дрейфом, и он чувствителен к фоновым газам, таким как H2 и O2. Долгое время балансировки и медленный отклик.
2. Метод сопротивления емкости
Алюминиевый стержень высокой чистоты используется для окисления его поверхности в ультратонкую пленку оксида алюминия, которая покрыта слоем золотой пленки с пустой сеткой. Между золотой пленкой и алюминиевым стержнем образуется емкость. Из-за характеристик водопоглощения пленки оксида алюминия значение емкости изменяется в зависимости от количества воды в анализируемом газе. Влажность кислорода может быть получена путем измерения значения емкости. Основное преимущество этого метода заключается в том, что диапазон измерения может быть ниже, вплоть до - 100 градусов. Еще одно выдающееся преимущество заключается в том, что скорость отклика очень высока, от сухого до влажного, отклик может достигать 90 процентов за одну минуту, поэтому он в основном используется в полевых условиях и при быстрых измерениях; Недостатком является низкая точность и погрешность в основном ± 2~3 градуса. Однако постоянными усилиями различных производителей этот метод постепенно совершенствуется. Например, стабильность работы датчика значительно улучшается за счет замены материалов и улучшения процесса, а линейность насыщения достигается за счет компенсации кривой отклика датчика, что решает проблему автоматической калибровки.
Достоинства: быстрый отклик.
Недостатки: низкая точность.
3. Метод холодного зеркала
Дайте кислороду пройти через конденсирующее зеркало в комнате с холодным зеркалом по точке росы и доведите пробу газа до состояния насыщенной росы (на конденсирующем зеркале есть капли жидкости) посредством изобарического охлаждения. Температура конденсирующего зеркала в это время является точкой росы кислорода. Основным преимуществом этого метода является его высокая точность, особенно при использовании полупроводникового охлаждения и фотоэлектрической технологии обнаружения, погрешность может достигать даже 0,1 градуса; Недостатком является низкая скорость отклика, особенно когда точка росы ниже - 60 градусов, а время балансировки достигает даже нескольких часов. Кроме того, этот метод также предъявляет высокие требования к чистоте и коррозионной активности кислорода, иначе он повлияет на эффект фотоэлектрического обнаружения или вызовет ошибки измерения из-за «ложной конденсации».
Преимущества: высокая точность.
Недостатки: медленный отклик.
4. Оптоволоконный метод
Эта технология представляет собой новую технологию измерения, разработанную в конце 20 века, которая подняла технологию микроанализа воды на новый уровень. Поверхность оптоволоконного датчика влажности представляет собой ламинированную структуру, состоящую из диоксида кремния и диоксида циркония с различными коэффициентами отражения. Благодаря передовой технологии термического отверждения апертура поверхности сенсора контролируется на уровне 0,3 нм, а молекулы воды размером 0,28 нм могут проникать внутрь. Контроллер излучает пучок 790-820нм ближнего инфракрасного света, который передается на датчик по оптоволоконному кабелю. Молекула воды, попадающая в датчик, меняет коэффициент отражения света, вызывая тем самым изменение длины волны. Изменение пропорционально влажности среды. Измеряя длину волны полученного света, можно получить точку росы и содержание влаги в среде.
Преимущества: высокая точность, не требует технического обслуживания, очень стабилен, может измерять агрессивные среды, содержащие H2S, HCL и т. д.
Недостатки: оптическое волокно передачи легко ломается и нуждается в защите.