露点仪在压缩空气湿度测量中的应用

露点仪在压缩空气湿度测量中的应用摘 要 通过露点仪在压缩空气干燥系统中的应用，述叙了露点仪的测量原理和露点仪DMT242的主要技术参数。结合实际介绍了选用露点仪要注意的事项和要考虑的因素。实践证明露点仪是检测压缩空气湿度的有效计量手段。 关键词 湿度 露点仪 压缩空气 检测 压缩空气在各行业有着广泛的应用，特别是在化工行业，压缩空气是物料输送、物料干燥、仪表控制（气动仪表、调节阀）等的工作介质和动力源。其中压缩空气中的湿度（水蒸汽含量）是表示空气质量一个重要的参数。国标GB/T13277-91一般用压缩空气质量等级中有具体的规定。目前对压缩空气的“质量”，其“量”的测量检测技术成熟，如对其温度、压力、流量的测量，计量仪表类型多，容易做到；而对其“质”，如含水（蒸汽）量、固体粒子、总油量等，由于测量技术手段的原因，没有引起足够的重视。其中对含水（蒸汽）量的分析，多采用实验室手段，如重量法、湿度计、露点法，分析方法繁琐，时间长，其中关键是不能在线分析，连续测量。 2003年10月，我公司因糊树脂扩产，对用于糊树脂物料输送、干燥和控制仪表气源用气的空压站进行技术改造，在增加空气产量（流量）的基础上，要求在线检测压缩空气干燥机出口成品气的露点温度，即经除水（蒸汽）、除油、除尘后压缩空气的湿度，以达到指导空压系统的经济运行，干燥系统节能降耗，提高仪表执行机构运行可靠性的目的。为此，选用了北京浮美通电子仪器技术有限公司代理的芬兰VAISALA公司的DMT242露点仪，使压缩空气含水量在线测量得以实践，给后序使用压缩空气的干燥工序提供了优质的干燥空气，也为压缩干燥机系统经济运行提供了有效的计量检测手段。1 空气湿度计量的方法和测量原理1.1 计量方法 表述空气湿度量值有多种，常用的有：相对湿度（Relative Humidity），绝对湿度（Absolute Humidity），饱和水蒸汽压（Saturation Vapor Pressure），露点温度（Dew-Point Temperature）等。1.2 测量原理 过去，湿度的测量是直接用数量显示并转换成电信号，较为困难。现代测量技术的发展，使湿度测量已成为一个领域，特别是90年代以来，其湿度测量经历了长度法、干湿法，直到今天的电测量历程，湿度测量技术日渐成熟。目前，湿度传感器（露点仪）分为电阻式和电容式等，产品的基本形式都是在基片涂覆感湿材料形成感湿膜，空气中的水蒸汽吸附于感湿材料后，元件的阻抗、介质常数发生很大变化，检测出这种变化并对非线性温漂进行多种形式的补偿（软件、硬件等方法），从而制成湿度传感器（露点仪）。VAISALA公司生产的DMT242露点仪就是采用高分子薄膜探头并带有自动校准软件。2 压缩空气露点温度的测量 露点温度：将被测气体进行冷却，使所含的水蒸汽达到饱和，当以露或霜的形式表现出来，此刻的温度即为该气体的露点温度。露点温度越高，说明气体湿度越高，反之，说明气体湿度低。因此，露点温度是描述气体湿度（含水蒸汽量）的主要湿度参数。直得注意的是，空气压力为一个大气压时称为“大气露点”（也称常压露点），压缩空气的露点温度称为此压力下的“压力露点。”空气中水蒸气含量以压力露点表示，压力露点是压缩空气干燥系统性能的一个关键指标。为实现压缩空气“压力露点”的连续测量，可选用露点仪进行测量，DMT242露点传感器是在低露点且需要控制干点的工业环境的理想选择。传感器长期高稳定且测量范围宽，测量的露点范围从-80+60，精度2且响应迅速。探头在结露、特殊污染、油气和大多数化学环境中不受影响，可直接安装。DMT242带有自动校准软件，在线工作时才启动，可以自动校准零点漂移，这些智能的自动校准和复位过程可使DMT240传感器等级高，维护量小。 主要技术指标： 测量范围：DMT242A -80+60 露点精度：（DRYCAP180M）2 探头保护：不锈钢烧结过滤网 防爆等级：IP65（NEMA4） 响应时间：63% 90%（气体温度20、流速1L/min、压力0.1MPa） +60-20 Td 5s45s -80+60 Td 10s240s图1 压缩空气工艺流程示意图3 安装接线与测量 在空压站系统，露点仪最好安装在工艺系统的出口处或总管上，以测量压缩空气经除水（蒸汽）、除油、除尘后成品气的露点温度（湿度）。工艺简图如图1所示。从图1可看出：露点仪一表三用（节约费用），可通过手工切换，分别测量组合干燥机、微热吸干机空气出口总管的露点温度，平时可连续对一台工艺认为重要的机组进行连续测量。电气接线如图2示。从图2可看出：数显仪直接显示压缩空气的露点温度，由于露点仪功耗很低，数显仪可直接给露点仪提供电源，以减少维护量和费用。可在数显仪上对露点温度设置上、下限报警，提醒操作人员。图2 DMT242接线示意图4 测量露点温度应考虑的因素 （1）DMT242露点仪的专门设计适合极端恶劣的环境，且防污染，防尘，防水，外壳保护等级为IP65，可直接安装到最大压力为2MPa的工业环境中。为提高露点仪的使用寿命和测量精度，在有污染和粉尘的空气中测量，最好采用有过滤装置的采样系统，过滤后进行测量。 （2）新上设备、管道或检修后，开始测量时由于管道内空气湿度是动态的，故测量值变化较大，要等管道内原有的空气置换完后测量数值才稳定。 （3）管道检修后难免有泄漏点，这样也使测量不准确，下雨天时较明显，表现在测量值上（露点温度）高于平时实际值，应注意堵漏。 （4）同一湿度的气体，露点温度仅受压力的影响。压力升高，露点温度升高；反之，露点温度下降。由此可见，严格控制压缩空气干燥系统压力的波动，对准确检测气体露点温度有着积极的意义。 （5）和露点仪配套的二次仪表（数显仪、记录仪或计算机），量程的设置必须与露点仪量程一致，否则影响测量精度。 （6）在实践中，在线带压测量，应按说明书规定的压力补偿范围内，在露点仪上将压力补偿开关的位置设定在工艺要求的测量压力位置上，以提高测量精度。 （7）露点仪的测量探头在管道上的插人深度最好为1/3（D为管道直径）。5 选择露点仪应注意的事项5.1 量程、精度和长期稳定性 测量精度是露点仪的重要指标。根据工艺测量要求选择适宜的量程、精度和厂家（精度、厂家不同，价格相差甚远），且长期稳定性要好。5.2 露点仪的温度系数 湿敏元件除对湿度敏感外，对温度也十分敏感，温漂非线性。因此，露点仪本身要有补偿校准措施。要注意露点仪测量时的温度范围。5.3 露点仪特性的初步判断 新购露点仪，安装前可用湿毛巾或其它加湿手段在露点仪探头处加湿，观察结露状态下其特性如量程、分辩率、灵敏度等。5.4 露点仪的校准 露点仪的校准比较困难，最终要依据质监部门或生产厂家正规完备的检测设备和手段进行校准（如饱和盐溶液标定），也可使用名牌产品作对比校准。最好两年校准一次。6 结语 露点仪自2004年5月投用以来，显示准确、稳定，基本上没有什么维护量。2006年3月