1.2.1 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。
1.2.2 鏡面致冷
在過去曾使用過乙醚蒸發(fā)、機(jī)械致冷、液化氣體或干冰致冷、壓縮空氣致冷，目前最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(lái)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。由相關(guān)公司給出的資料顯示，一般說(shuō)來(lái)，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(lái)降低熱端的溫度。但也不是可以無(wú)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 ℃ 。由于氫氣及氦氣的熱導(dǎo)率較高，因此其測(cè)量范圍會(huì)縮小幾度。當(dāng)被測(cè)氣體的壓力增大，其測(cè)量范圍也會(huì)縮小，對(duì)于空氣和氮?dú)鈦?lái)說(shuō)，在高于常壓的情況下，每增加 1 個(gè)大氣壓，其測(cè)量范圍降低 0.67 ℃ 左右。
1.2.3 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。
1.2.4 檢測(cè)系統(tǒng)
目前除芬蘭 Vaisala 公司最近研制生產(chǎn)的冷鏡式露點(diǎn)儀是采用聲波原理來(lái)測(cè)量外，其它均是采用光電檢測(cè)器來(lái)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，但其缺點(diǎn)是不能區(qū)分過冷水和霜。
1.3 使用注意事項(xiàng)
1.3.1 過冷水與霜
在 0~-20 ℃ 這一范圍內(nèi)，鏡面上極易形成過冷水，由于冰面和水面上的飽和水汽壓不同，因此假如在鏡面上形成過冷水，測(cè)得的數(shù)值要低于霜點(diǎn)，溫度不同，差別也不同。例如霜點(diǎn)為 -10 ℃ 時(shí)，對(duì)應(yīng)的過冷水的溫度為 -11.23 ℃ 。因此在這一溫度段要非常小心。若儀器配有內(nèi)窺鏡，可通過內(nèi)窺鏡進(jìn)行觀察區(qū)分。目前大部分儀器都有 test 的功能，即測(cè)試其最低致冷能力，此時(shí)可先使用 test 功能，使鏡面溫度低于 -20 ℃ ，確保鏡面上形成霜，然后再進(jìn)行正式測(cè)量。
1.3.2 開爾文效應(yīng)
曲面上的飽和水汽壓與平面上的情況是不同的。當(dāng)露在金屬表面上形成時(shí)，由于表面張力的作用，使平衡水汽壓，即彎曲水面的飽和水汽壓升高，這種影響稱為開爾文效應(yīng)。由于開爾文效應(yīng)使得到的露點(diǎn)溫度低于真正的被測(cè)氣體的露點(diǎn)溫度。
1.3.2 拉烏爾效應(yīng)
是指鏡面上存在水溶性物質(zhì)時(shí)，體系的平衡水汽壓低于純水時(shí)的飽和水汽壓。這些水溶性物質(zhì)可能是鏡面上固有的，或者是被測(cè)氣體中含有的。根據(jù)拉烏爾定律，溶液平衡水汽壓的降低與溶液濃度成正比，這也是為什么在達(dá)到被測(cè)氣體的露點(diǎn)溫度之前會(huì)有早期冷凝現(xiàn)象發(fā)生的原因。
開爾文效應(yīng)與拉烏爾效應(yīng)作用剛好相反，因此會(huì)抵消一些。但是在露點(diǎn)測(cè)量中，拉烏爾效應(yīng)的影響較開爾文效應(yīng)更為顯著，因?yàn)樗苄晕镔|(zhì)不可避免地或多或少存在于鏡面和被測(cè)氣體中，而且氣體中的雜質(zhì)有時(shí)還可能與鏡面上的不溶于水的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或光化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)。這種情況在工業(yè)流程氣體的水分測(cè)量中更為明顯。因此要采用適當(dāng)?shù)倪^濾裝置除去氣體中的固體微粒，并且通過反復(fù)進(jìn)行結(jié)露和消露的操作，進(jìn)一步清除鏡面上殘留的可溶性物質(zhì)，這種方法為人們廣泛使用。
在實(shí)際工作中，我們常常會(huì)發(fā)現(xiàn)，鏡面上開始結(jié)露時(shí)并不是均勻的，露層總是首先在鏡面某個(gè)區(qū)域上出現(xiàn)，其原因往往是由于鏡面上的劃痕引起的，因?yàn)樵谶@些有缺陷的地方，一方面殘留的物質(zhì)不易清除，另一方面缺陷的棱角起 “ 露核 ” 的作用，加速結(jié)露過程。因此，在露點(diǎn)儀的使用中，尤其是在清潔鏡面時(shí)，一定要小心，避免使鏡面受到機(jī)械損傷。
1.3.3 鏡面污染
一是拉烏爾效應(yīng)，二是改變鏡面本底散射水平。拉烏爾效應(yīng)主要是由水溶性物質(zhì)造成的。如果被測(cè)氣體中這種物質(zhì)（一般是可溶性鹽類），則鏡面提前結(jié)露，使測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生正偏差。若污染物是不溶于水的微粒，如灰塵等，則會(huì)增加本底的散射水平，從而使光電露點(diǎn)儀發(fā)生零點(diǎn)漂移。
1.3.4 取樣管路
由于大氣中的水含量都很高，并且水分子為極性分子，極易吸咐在管路內(nèi)壁或透過管路。因此在測(cè)量時(shí)氣路系統(tǒng)一定要密封好，管壁厚度至少為 1mm ，以防止外界環(huán)境水分侵入引入滲漏。假如測(cè)量環(huán)境溫度變化較大時(shí)，應(yīng)再次檢查管路的密封。
如果被測(cè)氣體直接排放入大氣，應(yīng)考慮大氣中的水分向測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)部擴(kuò)散的問題。最常用的辦法是在排氣口接上一段適當(dāng)長(zhǎng)度的管子，其長(zhǎng)度和管徑以不影響測(cè)量腔的壓力為原則。
取樣管路要盡量短，盡可能減少接頭的數(shù)量和避免 “ 死空間 ” ，以減少本底水分的干擾。
取樣管路和測(cè)量腔內(nèi)壁力求干凈，光潔度要好，選用憎水性強(qiáng)的材料。圖 2-2 是各種材料在飽和吸附狀態(tài)下通以干氣時(shí)的解吸－時(shí)間曲線。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果我們可以得到如下選材順序：不銹鋼、 PTFE 、銅、聚乙烯，最差的是尼龍和橡膠管，在低霜點(diǎn)測(cè)量中不應(yīng)使用。另外在低霜點(diǎn)測(cè)量時(shí)，盡管使用內(nèi)拋光的不銹鋼管，管子外徑一般為 6mm 或 1/4 英寸。
在進(jìn)行高露點(diǎn)的測(cè)量時(shí)，一定要注意被測(cè)露點(diǎn)低于周圍環(huán)境溫度 3 ℃ 以下，以避免水蒸氣在管路中出現(xiàn)冷凝。
露點(diǎn)儀測(cè)量濕度時(shí)，流量范圍一般為 0.25L/min~1L/min 。在這一范圍內(nèi)，流速的改變不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。
取樣時(shí)一般可分為兩種情況，一種是帶壓取樣，此時(shí)根據(jù)取樣方式的不同，可分為帶壓測(cè)量和常壓測(cè)量。分別見圖 2-3 及圖 2-4 。另一種是在常壓下測(cè)量，即用泵抽取樣品。在這種情況下，經(jīng)常會(huì)由于取樣方式的不同，而帶來(lái)人為的正壓和負(fù)壓，若按圖 2-5 所示的方式取樣，露點(diǎn)儀是在帶壓的情況下測(cè)量，會(huì)給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)正誤差，若將泵與流量計(jì)調(diào)換位置，露點(diǎn)儀則是在負(fù)壓的狀態(tài)下，此時(shí)會(huì)給測(cè)量帶來(lái)負(fù)誤差。
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