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冷镜式露点仪测量精度的影响因素

     在露点测量中,镜面污染是一个突出问题,其影响主要表现在两个方面:一是乌拉尔效应,二是改变镜面本底散射水平。乌拉尔效应是由水溶性物质造成的。如果被测气体中携带这种物质(一般是可溶性物质),则提前结露,使测量结果产生正偏差。若污染物是不溶于水的微粒,如灰尘等,则会增加本底的散射水平,从而使光电露点仪发生零点漂移。此外,一些沸点比水低的容易冷凝的物质的蒸汽,也将对露点的测量产生干扰。乌拉尔效应是指镜面上存在水溶性物质时,体系的平衡水汽压低于纯水时的饱和水汽压。这些水溶性物质可以是镜面上固有的,或者是被测气体中含有的。根据乌拉尔定律,溶液平衡水汽压的降低与溶液浓度成正比,即

  Δe=eW

  ·X (5)

  式中:X——— 为溶质的摩尔分数;Δ———溶液平衡

  水汽压的降低值,hPa;eW

  ———纯水平面的饱和水汽

   压,hPa。

  根据乌拉尔效应可以解释为什么在达到被测气体的露点温度之前会有早期冷凝现象发生。镜面表层由于清洗不干净或使用时环境的污染,常有一些可溶性杂质。而只有当镜面上露层与气体中水蒸气达到平衡时,测出的温度才是露点温度。而这种气、液的两相平衡是一种动态平衡,即单位时间内从液相蒸发到气相的分子数等于从气相凝结到液相的分子数。当溶剂(水)中溶解了难挥发的溶质时,其表面不均匀地被溶质的粒子占据,所以单位时间从镜面上的溶液中蒸发出的分子数则比纯水中蒸发出的分子数要少。此种情况下若达到相平衡,则镜面上溶液的蒸汽压低于纯水的蒸汽压,而此时露点温度与蒸汽压是一一对应的。根据拉乌尔定律,溶液的露点温度比实际(纯水)要高,且升高量与溶质的摩尔分数成正比;若要使这种影响小于0.11℃,则要求可溶性杂质的摩尔分数小于0.62%。在0℃以下镜面上结霜时由于杂质与霜不能互溶,此时影响可忽略。4.2 减少乌拉尔效应的措施减少乌拉尔效应的措施有:

  (1)由于镜面上不同厚度的露层对光的反射或散射的程度不同,可利用光路来检测露层厚度,因为露层厚度相对变厚时杂质浓度便会降低,可减小杂质影响;

  (2)具有镜面自清洗功能的露点仪,可通过对镜面的适度清洗,减低或消除杂质的影响。

  此外,镜面也常会有一些不溶于水的微粒(如灰尘等)会增加镜面本底散射水平,使露点仪发生零点漂移。解决这种影响的方法:在测量前,先给镜面深度制冷,然后升温,再降温,直至达到露点。对于气体中的沸点较高的微粒,此种方法不起作用。



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