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冷鏡式露點(diǎn)儀測(cè)量精度的影響有哪些?
更新時(shí)間:2019-02-19  |  點(diǎn)擊率:1118

    過冷水影響因素分析:

  當(dāng)溫度高于0℃時(shí),水只能以一種穩(wěn)定的熱力學(xué)狀態(tài)存在,它可以是氣體,即水蒸氣;同時(shí)水蒸氣也可冷凝成水,即結(jié)露。當(dāng)溫度不超過0℃時(shí),水除了可以呈氣態(tài)和固態(tài)外,還存在第三種熱力學(xué)狀態(tài)過冷水。而在(-40~0)℃范圍內(nèi),過冷水現(xiàn)象普遍存在。鏡面狀態(tài)、露層性質(zhì)及結(jié)構(gòu)對(duì)提高測(cè)量準(zhǔn)確度十分重要。露滴形成的基本條件是有一個(gè)憎水的拋光表面和一定數(shù)量的露核(表面上的微小固體粒子)及表面上的微小裂痕等。

  當(dāng)氣體中水蒸氣接近飽和時(shí),露滴開始形成并在表面孤立地生長;在此過程中,相鄰露滴逐漸縮小距離,直至互相接觸而結(jié)合。隨著溫度的降低,被測(cè)氣體中的水蒸氣接近飽和狀態(tài),水分子由于引力被吸附在鏡面上,形成一層薄水膜,這是形成露的一階段。當(dāng)溫度逐漸下降時(shí),水膜的厚度逐漸增加,這是形成露的二階段。此時(shí),冷卻表面的任何不穩(wěn)定因素都會(huì)使水膜聚成液滴(如鏡面上的微小傷痕)。隨著鏡面溫度的進(jìn)一步下降,不斷生長且分布不規(guī)則的露滴形成露層并很快在表面上擴(kuò)散。此時(shí),液-氣或固-氣平衡,即達(dá)到露點(diǎn)(或霜點(diǎn))。一定條件下,水蒸氣達(dá)到飽和時(shí),液相仍不出現(xiàn),或是水在零度以下仍不結(jié)冰,這種現(xiàn)象稱為過飽和過冷。

  對(duì)于結(jié)露(或霜)過程來說,出現(xiàn)此現(xiàn)象往往是由于被測(cè)氣體和鏡面很干凈,以致缺少足夠數(shù)量的露核而引起的。另外,在低溫測(cè)量時(shí),由于冰的結(jié)晶過程比較慢,往往到達(dá)霜點(diǎn)溫度時(shí)霜層還未出現(xiàn)。當(dāng)溫度繼續(xù)降低時(shí),水汽開始結(jié)露,在過冷水狀態(tài)下很快形成露層,但此時(shí)的蒸汽壓不是冰的飽和蒸汽壓而是過冷水的飽和蒸汽壓。當(dāng)露點(diǎn)儀鏡面溫度低于0℃而鏡面上凝結(jié)的是露而不是霜時(shí),雖然此時(shí)實(shí)測(cè)到的是露點(diǎn)溫度,但露點(diǎn)儀仍把它當(dāng)作霜點(diǎn)溫度來處理。因此,這時(shí)測(cè)得的濕度值不正確。由于過冷現(xiàn)象,濕度測(cè)量的誤差有時(shí)高達(dá)幾度,在-10℃時(shí)誤差大可達(dá)1℃左右,-20℃時(shí)誤差大可達(dá)2℃左右,在-30℃時(shí)誤差大可達(dá)3℃左右。

  3.2 減少過冷水因素影響的措施

  減少過冷水影響的措施有:

 ?。ǎ保┛蓪?duì)鏡面進(jìn)行反復(fù)加熱和冷卻,當(dāng)鏡面逐漸升溫時(shí),水層會(huì)逐漸蒸發(fā);

  (2)可在傳感器上加裝顯微鏡來判斷此過程,如發(fā)現(xiàn)過冷水可對(duì)鏡面加熱使水層消失;

 ?。ǎ常├眠^冷水的蒸汽壓數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正。

  結(jié)束語:

  從冷鏡式露點(diǎn)儀原理分析入手,進(jìn)而提出了影響這種露點(diǎn)儀測(cè)量的三大影響因素,然后逐一對(duì)這些影響因素進(jìn)行分析,并提出了減少這些影響因素的措施,對(duì)冷鏡式露點(diǎn)儀的測(cè)量和使用具有指導(dǎo)意義。

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