淺析英國Alpha露點儀測量條件的選擇

　　在英國Alpha露點儀的設(shè)計中，應(yīng)考慮各種直接影響露點過程中熱量和質(zhì)量交換的因素。該原理也適用于自動化程度較低的露點儀操作條件的選擇，本文主要討論鏡面冷卻速度和樣品氣速。

　　被測氣體的溫度通常是室溫，因此，當(dāng)空氣流過露點室時，系統(tǒng)的傳熱傳質(zhì)過程不可避免地受到影響，當(dāng)其他條件固定時，增加流量將有利于傳質(zhì)。特別是在低霜點測量中，應(yīng)適當(dāng)提高速度以加快露層的形成，但速度不應(yīng)過高，否則會引起過熱的問題。這對熱電裝置尤其明顯。制冷露點儀制冷功率低，流量過大也會導(dǎo)致露室壓力降低，流量的變化會影響系統(tǒng)的熱平衡，因此在露點測量中必須選擇合適的流量。流量的選擇取決于制冷方式和露點室的結(jié)構(gòu)，一般流速范圍在0.4～0.7L·min-1之間，為了減小傳熱的影響，可以考慮在傳熱過程中。

　　英國Alpha露點儀所測量的氣體在進(jìn)入露點室之前被預(yù)冷卻。

　　在露點測量中，反射鏡冷卻速度的控制是一個重要問題。自動光電露點儀的設(shè)計是由設(shè)計決定的，而手動控制的露點儀在運行中是一個問題，因為在冷卻點、測溫點和導(dǎo)熱點之間有一個過程和一定的溫度梯度。因此，熱慣量會影響冷源的凝結(jié)過程和凝結(jié)速度（霜凍），給測量結(jié)果帶來誤差。例如，由于結(jié)構(gòu)關(guān)系，鉑電阻溫度傳感器的測量點與鏡面之間的溫度梯度相對較大，并且導(dǎo)熱速度相對較慢，使得溫度測量和冷凝可以不能同步，而且露層的厚度也不能控制，這會對視覺檢測產(chǎn)生負(fù)誤差。

　　另一個問題是過快的冷卻可能導(dǎo)致過冷。我們知道，在某些條件下，當(dāng)水蒸氣達(dá)到飽和時，液相仍然不會出現(xiàn)，或者當(dāng)水低于零時，它不會凍結(jié)。這種現(xiàn)象被稱為過飽和或過冷。對于冷凝（或霜凍）過程，這種現(xiàn)象通常是由非常干凈的氣體和鏡面造成的，甚至缺乏足夠數(shù)量的冷凝核。電子束形成溫度比實際露點溫度低幾度。

　　過冷是瞬態(tài)的，總時間與露點或霜點溫度有關(guān)。這種現(xiàn)象可以通過顯微鏡觀察到。一種解決方案是反復(fù)加熱和冷卻鏡面直到消除這種現(xiàn)象。另一種解決方案是直接使用蒸汽壓力數(shù)據(jù)。這與氣象系統(tǒng)低于零時相對濕度的定義是一致的。

　　由此可見，英國Alpha露點儀無論是熱慣性還是過冷現(xiàn)象，冷卻速度都不應(yīng)太快。如果冷卻速率超過合理范圍，冷卻速度越快，熱慣量越大，露點測量誤差越大，越容易發(fā)生過冷，通常通過實驗確定*冷卻速率。