摘要:介绍通过设计多级干燥模式和精密露点仪校验台系统,实现对冷镜式精密露点仪标准装置进行技术改造,从而达到提高露点温度检测范围、检测精度,检测效率的目的,具有广泛借鉴价值。

　　冷镜式精密露点仪采用热电制冷技术,并且可以自动补偿零点和连续跟踪测量露点。带有单片微处理机的露点仪,还可以把露点温度同时转换为相对湿度、空气中水气体积分数等测量单位,应用广泛。本文着重介绍如何改造这一常见的精密露点仪标准装置,精密露点仪标准装置通常配置为冷镜式精密露点仪、露点发生器、空压机、干燥器。其中空压机将空气送入干燥器,气体经过露点发生器产生标准露点温度气体,气体经三通分别送入高精度冷镜式精密露点仪和被检露点仪。由此系统发生露点温度一般无法低于-60℃,即使采用湿度发生器最大耐受压力的空气压缩机,干燥吹扫运行一两个星期,也无法达到JJG499-2004《精密露点仪》检定规程规定范围(露点温度-70℃);并且该系统以软管、三通连接方式,由于经常拆卸扯拉软管、水分渗透等造成检测精度低,并且无法做到同时多路供气检测,检测效率低。本文以英国密析尔公司的一套一级精密露点仪标准装置为例,进行分析改造。

　　1　冷镜式精密露点仪标装置的改造

　　1.1　改造前主要问题原因分析

　　冷镜式精密露点仪标准装置中配置的干燥器,是英国MICHELL生产的PSD-2型干燥器,是利用两个干燥滚筒分子筛,并通过变压原理实行操作。PSD-2型干燥器采用两个滚筒交替使用,少量的干燥空气将从使用中的滚桶向待机中的流动,潮湿气体则完全处于高压下,这种情况不停的在大气压力下重复发生。滚桶的使用每隔几分钟自动变换一次,压力也隔几分钟变换一次。当压力到7kg时,空压机停止工作待机;当压力低于4kg时,空压机启动工作。英国MICHELL建议客户全年24h常开干燥器,而国内实验室考虑节能与安全等因素,往往做不到这一点,这将造成干燥滚桶分子筛进入水分。实验证明微量的水分进入,都会导致露点发生器无法降至较低露点温度,甚至会损坏干燥滚筒分子筛,造成无法自干燥恢复。故建议在冷镜式精密露点仪标准装置中的干燥器前端加一调节阀,使系统不工作时可置截止状态;同时由于取样管的体积大,三通和连接头过多,造成管道的死体积处保留水分子,这将延长仪器的响应时间。这是因为水分子会慢慢释放到经过的气体样品中,影响检测精度;同时由于无法做到多路供气,检测效率低,建议在本改造系统中设计精密露点仪校验台系统,解决这一问题。

　　1.2　冷镜式精密露点仪标装置改造设计

　　冷镜式精密露点仪标准装置改造典型系统图如图1所示。

图1　冷镜式精密露点仪标准装置改造典型系统图

　　改造系统采用不锈钢内胆抛光处理的干燥器,内置可更换及反复烘烤分子筛。采用SWAGELOK (美国)进口联合接头、调压阀、卡套,配合不锈钢管,尤其是在输出校验台各分路供气端处,可以最大限度减少空气中水分渗透入干湿混合气体管路。在必要的软管连接处,采用聚四氟乙烯管,以减少空气中水分渗透。减少取样管的体积和连接头(安装时感觉到微小的阻力时,最多再扭四分之一圈),以减少水分进入的可能性。尽量避免三通和不必要的管道。本文中采用多路校验台系统,首先在PSD-2干燥器前端加一个截止阀,长时间不使用时可置截止状态,当然必要的定期吹扫,可以起到良好的系统维护效果。系统改造后,压缩空气先经不锈钢内胆抛光处理的干燥器做一级干燥,再送入PSD-2二级干燥,这样出来的气体足以保证获得稳定可靠低露点温度。改造系统采用五路供气,可以通过调节阀控制每一路供气流量,实际检测工作中可根据被检露点仪流量要求调节。

　　2　冷镜式精密露点仪标装置改造后的验证

　　以一台英国MICHELL的Cermax型精密露点仪为例,在Field模式下做验证试验。经标准冷镜式精密露点仪执行正常开机等待、吹扫程序后,露点温度可降至-70℃,满足JJG499-2004《精密露点仪》检定规程中检定点要求。并且以冷镜式精密露点仪(一级)监测(-70℃时),提供的标准干湿混合气体稳定,露点温度波动不大于±0.05℃/12min;同时在多路检测验证试验中,各气路之间一致性也很好,对检测结果无影响。冷镜式精密露点仪标装置改造后,运行稳定,检测数据准确可靠。

　　3　结束语

　　冷镜式精密露点仪标装置的技术改造,较成功获得低露点温度,提高了检测精度和检测效率。在实际检测工作中,改善了进口仪器设备性能,不仅起到良好的技术提升,也为此类问题的解决做了有益探讨。

　　参考文献:

　　[1]易洪,李占元,任长青,等. JJG499-2004《精密露点仪》国家计量检定规程[S].北京:中国计量出版社, 2004.

　　作者简介:张贺丽(1975—),女,工程师,在读硕士研究生,研究方向为热工计量。

　　(收稿日期:2009-03)