測試數據通過選配的數據記錄器存儲在DP400Z中。各自由設置數據存儲的時間間隔。可設置數據記錄起始和終止時間。可通過USD接口或選配的以太網接口讀出數據。
核心原理??
氫氣露點儀的測量技術需適應氫氣特性(如易燃、高擴散性、低密度),常用方法包括:
??電容式傳感器??
??原理??:利用高分子薄膜吸濕后介電常數變化的特性。氫氣中的水分被薄膜吸附,改變電容值,通過校準電容變化與露點的關系得到測量結果。
??特點??:響應快(秒級)、穩定性高,適合工業在線監測。
??氧化鋁傳感器??
??原理??:氧化鋁層吸附水分后,其阻抗值與氫氣露點相關,通過測量阻抗變化推算露點。
??特點??:耐高溫高壓,但需定期校準,長期穩定性略遜于電容式。
??激光光譜法(TDLAS)??
??原理??:通過可調諧激光器發射特定波長光,檢測氫氣中水分子對光的吸收強度,直接計算水蒸氣濃度及露點。
??特點??:非接觸、高精度(±0.5°C)、抗干擾性強,適用于高純氫環境。
應用場景??
??氫能源與燃料電池??:監測氫氣燃料的露點,防止水分導致燃料電池質子交換膜失效。
??半導體制造??:控制高純氫氣中的水分,避免芯片生產中的氧化缺陷。
??化工生產??:防止氫氣中水分引發催化劑中毒(如合成氨、煉油工藝)。
??電力行業??:監測發電機冷卻氫氣濕度,避免絕緣材料受潮引發故障。
??技術挑戰與注意事項??
??氫氣安全性??——需選用防爆設計,避免氫氣泄漏引發燃爆風險。
??高純度要求????——半導體或燃料電池用氫需測量極低露點(如-80°C以下),對傳感器靈敏度要求高。
??干擾因素??——氫氣導熱性強,可能影響冷鏡法等傳統技術的精度,需選擇適配性強的傳感器。
??校準與維護??——定期用標準濕度氣體校準,避免傳感器漂移;部分場景需預處理(如過濾顆粒物)。以下是使用氫氣露點儀的核心注意事項,主要分為??安全篇??和??測量精度篇??。
一、安全篇:預防氫氣泄漏與爆炸
這是所有注意事項中的重中之重。
1.防爆認證與防泄漏??:
•防爆要求??:確保所使用的露點儀(包括傳感器和變送器)具有適用于??氫氣環境(IICT4組或更高)??的防爆認證(如Exd,Exia等)。嚴禁在危險區域使用非防爆設備。
•密封性檢查??:在連接取樣系統前,必須對所有管路、接頭、閥門進行嚴格的??泄漏檢查??。可以使用檢漏液(肥皂水)或專用氫氣檢漏儀。確保整個氣路密封。
2. 取樣點與排氣處理??:
•取樣點選擇??:應選擇在通風良好的地方進行取樣和操作。??絕對禁止??在密閉空間、地下室或通風不暢的場所排放氫氣。
•安全排氣??:測量后的氫氣尾氣必須通過金屬管道引至??室外安全區域??進行排放,或通入專門的火炬系統燒掉。直接排放在室內是極其危險的。
3. 消除靜電與火源??:
•操作人員應穿戴??防靜電工作服和手套??。
•所有設備和取樣管路必須進行??良好的接地??,以防止靜電積聚。
•操作區域嚴禁明火、火花、吸煙或任何可能產生火源的行為。
4. 緩慢操作,控制壓力??:
•在打開取樣閥門時,動作一定要??緩慢??,避免因節流膨脹效應或高速氣流摩擦導致溫度急劇升高(絕熱壓縮),這有可能成為點火源。
•確保系統壓力在露點儀和取樣管路的??承壓范圍??之內,避免超壓損壞。
二、測量精度篇:確保數據準確可靠
氫氣的特性和露點測量原理決定了以下操作關鍵點。
1. 取樣系統(取樣管)的選擇與安裝??:
•材料??:必須選用??滲透性低、吸附性小??的材料。??推薦??使用??316L不銹鋼??、優質卡套接頭(FerruleFittings)。??禁止??使用橡膠、塑料等易滲透或易吸附材料的軟管。
•潔凈度??:管路和內壁必須??高度潔凈、干燥??。使用前最好進行清洗、吹掃、鈍化處理。任何油污、水分、顆粒物污染都會嚴重干擾測量結果。
•長度與口徑??:管路應盡可能??短而直??,口徑不宜過細(通常推薦6mm或1/4英寸),以減少滯留時間和壓力損失。
2.正確的吹掃與取樣??:
•充分吹掃??:連接好系統后,必須用足量的樣品氣對整個取樣回路(包括過濾器、管路、露點儀氣室)進行??長時間、大流量的吹掃??。目的是將管路中的空氣和殘留雜質全置換掉。
•流量控制??:吹掃和測量時,必須將氣體流量穩定在露點儀制造商規定的范圍內(通常是一個非常低的流速,如0.5-1.5SLPM)。流量過高會導致冷卻效應(讀數偏低),流量過低則響應遲緩。必須使用??調節閥??和??流量計??進行精確控制。
3. 系統壓力控制??:
•露點與壓力??:露點值(特別是霜點)與壓力強相關。必須明確測量是在??線壓力下??還是??常壓下??進行。
•在線測量??:如果是在過程壓力下測量,需確保露點儀能承受該壓力,并且讀數就是該壓力下的露點。
•降壓測量??:如果降壓至常壓測量,??必須同時測量降壓后的壓力??,然后通過計算公式換算回過程壓力下的露點值。直接讀取常壓露點值是沒有意義的。
4. 傳感器的保護與維護??:
•避免污染??:必須在露點儀前端加裝??高精度過濾器??(如1μm或0.1μm),以防止油污、顆粒物、鹽分等污染傳感器探頭。一旦污染,讀數會嚴重漂移且不準。
•避免冷凝??:在接通樣氣前,確保傳感器溫度??高于??樣氣的露點溫度。如果低溫樣氣直接進入較高溫度的傳感器,可能發生冷凝,液態水會污染傳感器,導致測量失效甚至損壞。
•定期校準??:露點儀會隨時間發生漂移,必須根據使用情況和廠家建議,定期使用??標準露點發生器??進行溯源和校準,以確保其長期準確性。
總結:簡易操作流程checklist
1. 準備??:檢查設備防爆等級、接地,準備檢漏工具。
2. 安裝??:使用不銹鋼管路,連接處緊固并??檢漏??。
3. 吹掃??:緩慢打開取樣閥,以??大流量??吹掃系統至少10-20分鐘(視管路長度而定)。
4. 測量??:將流量調節至儀器規定值,穩定一段時間后讀取數據。
5. 結束??:先關閉取樣閥,然后處理好尾氣。
6. 維護??:定期更換過濾器,按計劃進行校準。
遵循以上注意事項,不僅能保證人身和設備安全,還能獲得準確可靠的氫氣濕度測量數據,這對于??燃料電池、半導體制造、航空航天和電力變壓器??等應用領域至關重要。