冷鏡式露點(diǎn)儀利用熱電制冷器冷卻露點(diǎn)傳感器的鏡面或聲表面波器件，使氣體中的水蒸氣在露點(diǎn)傳感器的鏡面上冷凝為露或霜，光電系統(tǒng)自動(dòng)控制平衡，使鏡面上的露或霜與氣體中的水蒸氣呈相平衡狀態(tài)，用鉑電阻溫度計(jì)準(zhǔn)確測(cè)量鏡面上露層或霜層的溫度，從而獲得氣體的露點(diǎn)溫度。
在測(cè)量過程中，隨著溫度的降低，被測(cè)氣體中的水汽接近飽和狀態(tài)，由于引力作用，水分子吸附在鏡面上形成一層薄薄的水膜。
這是形成露的一階段。當(dāng)鏡面溫度繼續(xù)下降時(shí)，水膜的厚度逐漸增加，這是形成露的第二階段。在這一階段內(nèi)，自由表面對(duì)水分子的引力與水膜的表面張力之間的力量對(duì)比開始發(fā)生變化，后者的影響逐漸起支配作用。
此時(shí)冷卻表面上的任何不穩(wěn)定的因素，例如鏡面上的微小傷痕等，都會(huì)使水膜縮聚成液滴。隨著鏡面溫度的進(jìn)一步下降，露滴開始出現(xiàn)，通過顯微鏡可以看到孤立生長(zhǎng)而且分布不規(guī)則的露滴，然后露層以很快的速度在表面上擴(kuò)散，此時(shí)可以認(rèn)為液-汽平衡開始，即達(dá)到露點(diǎn)。
下面讓我們一起來了解一下冷鏡式露點(diǎn)儀的結(jié)構(gòu)組成吧
1、鏡面
鏡面應(yīng)憎水，具有良好的導(dǎo)熱性，還要耐磨、耐腐蝕，光學(xué)性能好。在過去曾使用金做鏡面，目前則主要使用銠做鏡面。
2、鏡面致冷
在過去曾使用過蒸發(fā)、機(jī)械致冷、液化氣體或干冰致冷、壓縮空氣致冷，目前常用的則是熱電致冷或熱電與機(jī)械致冷相結(jié)合(露點(diǎn)低于-60℃)。在本文中著重介紹熱電致冷。
熱電致冷又稱半導(dǎo)體致冷，帕爾貼致冷(來自其英文名稱PelTIer)。其原理是當(dāng)有一股直流電通過由兩種不同的金屬組成的NP元件時(shí)，熱量會(huì)從一種金屬傳遞到另一種金屬，正好與熱電偶測(cè)溫相反。因此當(dāng)將帕爾帖的冷端與鏡面相連，其另一端作為散熱端時(shí)，便可將鏡面致冷。
為了獲得不同程度的低溫可采用多級(jí)疊加的辦法。一般說來，假如室溫為25℃時(shí)，一級(jí)致冷時(shí)，冷熱端溫差可達(dá)55℃，二級(jí)致冷時(shí)冷熱端溫差可達(dá)75℃，四級(jí)致冷時(shí)冷熱端溫差可達(dá)105℃，五級(jí)致冷時(shí)冷熱端溫差可達(dá)120℃。不同公司的產(chǎn)品其致冷量也會(huì)有稍許的不同。熱端溫度越高，致冷效率越高，冷熱端溫差越大。
為了降低冷端的溫度，通常會(huì)采用風(fēng)冷、水冷及機(jī)械致冷來降低熱端的溫度。但也不是可以無限制地降低。需要注意的是其致冷能力并不能代表露點(diǎn)儀的測(cè)量范圍。
露點(diǎn)儀的測(cè)量范圍的定義是鏡面上可以獲得穩(wěn)定的，具有一定厚度的露或霜層時(shí)鏡面的溫度，因此在一般的露/霜點(diǎn)下，其測(cè)量范圍一般比其致冷能力高5℃，在低霜點(diǎn)的情況下，一般高10℃~12℃。
3、測(cè)溫裝置
目前絕大部分采用四線制鉑電阻測(cè)溫。鉑電阻感溫元件在相當(dāng)寬的溫度范圍內(nèi)阻值和溫度近于線性關(guān)系，精度高，穩(wěn)定性好，輸出信號(hào)較強(qiáng)，便于數(shù)字顯示。
4、檢測(cè)系統(tǒng)
目前除芬蘭公司近期研制生產(chǎn)的冷鏡式露點(diǎn)儀是采用聲波原理來測(cè)量外，其它均是采用光電檢測(cè)器來測(cè)量及控制。光電檢測(cè)技術(shù)已有幾十年的歷史，比較成熟。
以上便是本次為大家分享關(guān)于冷鏡式露點(diǎn)儀的相關(guān)結(jié)構(gòu)組成，希望大家在看完之后能夠?qū)υ搩x器有更多的了解。
會(huì)員1.png)