水分检测技术及其在压缩气体应用中的性能差异

GREENCRANE TM

水分分析仪

水分检测技术及其在压缩气体应用中的性能差异

水分一直是压缩气体系统中的一项重要项 目。当水分分析仪处于理想工作状态时， 可以采取措施避免出现故障、操作效率低 下或最终产品质量差等问题。但是，压缩气 体系统中水分的测量可能存在多种困难，从 而导致读数错误、稳定性差甚至传感器故 障。压缩气体系统中的水分测量最常见的 问题通常集中在以下方面：

• 响应时间

·读数的可靠性

·从水溅或冷凝中恢复

·接触压缩机油

普通水分分析仪其长期稳定性往往较差。高湿和冷凝也容易损坏。输出读数的漂移意味着传感器需要频繁校准，而校准工作通常只能在制造商的校准实验室中进行。

GREENCRANE TM具有出色的长期稳定性外，还可以在较大的湿度范围内准确地进行测量。自公司推出首款用于测量水分分析仪以来，已广泛用于各种工业和气象应用。自从有了新的创新技术，根据相对湿度(RH) 测量湿度（被测气体中的 水分子含量），而温度传感器则测量传感器的温度。根据这两个值，仪器电子装置中的微处理器就可以计算水分含量及露点温度。

GREENCRANE还发明了一种自动校准功能，旨在利用仪器在非常干燥的条件下 测量准确的水分含量值。当相对湿度接近零时，湿度的微小变化将导致水分读数发 生相当大的变化。例如，在室温下，露点-40°C 和 -50°C 分别对应于 0.8％ RH 和 0.3％RH 的相对湿度。利用先进传感 器的典型±2％ RH 精度指标，可以在低至-9°C的温度下实现 0.1ppm的精度。自动 校准可将此精度扩展到低至0.1ppm水分 的测量 。

在自动校准期间，人们会对传感器进行加热并使其冷却，同时监测并绘制传感器的湿度和监测的读数。然后，该数据将在接受分析后用于调整湿度传感器的读数。

这一准确校准的关键在于传感器的输出等于相对湿度 (RH)，而相对湿度随温度而变化。这种众所周知的物理依赖性使得自动校 准可以评估在 0％ RH 下的低湿度读数是否正确。然后，微处理器会自动纠正所有可能的漂移。这样，即使在低含量时，其精度也优于0.1ppm。

先进技术是经多年测试和精心选材的成果，它与智能电子技术相结合，可为极少需要对仪器进行维护的应用提供高性能解决方案。

问题 #1：如何确保快速响应时 间？

当将适应环境探头安装到-40°C 压缩气体 管线中时，普通仪器在此 -40°C 值下达到 稳定所需的响应时间通常可能需要数小时到数天，然后才能达到平衡。这是由于其传 感器技术必须依靠一种速度相对缓慢的工 艺 – 使用干燥的工艺气体来被动干燥传 感器的吸湿（吸水）层。 一种更好的解决方案是使用具有清除功 能的传感器。当GREENCRANE 传感器 通过启动传感器净化循环将热量施加到 传感而感测到露点降低（10°C 或更多） 时，传感器会立即做出反应。这会将水分 子从传感器中排出，使传感器干燥，并在5-6分钟内提供稳定的读数。

问题 #2：如何确保读数正确？

压缩气体技术人员最常提出的关于露点的问题是：“我在同一安装点安装了多台露点 仪器，但它们的读数各不相同 – 我如何判断哪一个值是正确的？”

由于可能影响读数的变量数目众多，因此这个问题通常最难以回答：工艺条件、安装 方法、信号读取方式、传感器安装的准确性以及自上次校准以来的时长。

上图来自正在进行的测试，该测试在七年前已将两台GREENCRANE TM水分分析仪在压缩气体管路中检测，但尚未进行重新校准或调

整。x 轴表示年，y 轴表示在定期检查时与参考值之间的差异。

 众所周知，每个露点传感器都会漂移，但关键问题是 – 漂移的幅度和速度是多少？

问题 #3：传感器如何从水溅或 冷凝中恢复？

在压缩气体系统的正常运行中，偶尔出现 高湿度的水溅或暴露于水滴中是不可避免的现象。露点传感器能否幸免并从这些事件中恢复，取决于所安装的传感器的类型。

普通仪器在存在水的情况下继续氧化，导致多孔氧化物层发生结构变化。这会转化 为测量误差和数值漂移。GREENCRANE TM 水分分析仪由于其固有的惰性特性而不受水的影响。当具有自动校准功能的传感器感测到水溅时，它将在正常干燥空气返回到管线时启动自动校准周期，并在几分钟内恢复到正常运行值。

问题 #4：传感器是否可以带耐 受夹杂着的压缩机油？

悬浮在压缩气体中的痕量/微量压缩机油可能会严重干扰某些传感器技术。幸运的是，GREENCRANE TM 水分分析仪的结构经过专门设计，仅对水分子具有选择性。这是通过特殊设计的可渗透上电极实现的，该电极的孔径仅允许水蒸气通过。相比之下，大得多的烃分子（即油）无法通过这些孔，从而消除了对油的任何交叉敏感性。显然，根据设计，冷镜光学器件和反射表面需要保持清洁才能维持其性能 - 因而对油污染的容忍度最低。