微水分析儀是用于精準檢測氣體或液體中微量水分含量的專用儀器,廣泛應用于電力、石油化工、半導體等行業(yè),其工作原理因檢測技術類型不同而存在差異,主流技術的工作原理如下:
電解法微水分析儀
該類型儀器的核心部件是電解池,池內填充有五氧化二磷等吸濕電解介質。當含有微量水分的氣體或液體(需適配進樣方式)流經電解池時,水分會被電解介質迅速吸收并發(fā)生電解反應,反應方程式為2H?O→2H?↑+O?↑。儀器會通過檢測電解過程中消耗的電量,依據法拉第電解定律(電量與電解的水的質量成正比)換算出水分的含量。電解法的優(yōu)勢是檢測精度高,可實現ppb級別的微量水分檢測,常用于高純氣體、絕緣油等介質的水分分析,但需注意電解介質會隨使用消耗,需定期更換以保證檢測準確性。
電容法微水分析儀
其核心是高分子電容式濕度傳感器,傳感器的感濕膜為具有吸濕特性的高分子材料。當被測介質中的水分與感濕膜接觸時,水分會滲透到膜內,導致膜的介電常數發(fā)生變化,而電容值與介電常數呈正相關,因此傳感器的電容會隨水分含量改變而變化。儀器通過將電容信號轉換為電信號,再經校準曲線換算為水分含量數值。電容法響應速度快、穩(wěn)定性強,適用于氣體中微量水分的在線實時監(jiān)測,不過在高濕度或腐蝕性介質環(huán)境中,需對傳感器進行特殊防護,避免感濕膜失效。
光學法微水分析儀
這類儀器基于光學原理實現水分檢測,常見的有激光吸收法和紅外光譜法。激光吸收法利用水分子對特定波長激光的特征吸收特性,當激光穿過含有水分的被測介質時,水分會吸收部分激光能量,儀器通過檢測激光的衰減程度,結合朗伯-比爾定律計算水分含量;紅外光譜法則是依據水分子在紅外波段的特征吸收峰,通過分析紅外光譜的吸收強度變化來定量水分。光學法抗干擾能力強,可在復雜介質環(huán)境下工作,且屬于非接觸式檢測,不會對被測介質造成污染,常用于易燃易爆、強腐蝕性介質的微量水分檢測。
露點法微水分析儀
其工作原理是模擬露點形成過程,將被測氣體進行冷卻,當氣體溫度降至某一數值時,氣體中的水分達到飽和狀態(tài)并開始凝結成露,此時的溫度即為露點溫度。儀器通過高精度測溫元件檢測露點溫度,再根據露點溫度與水分含量的對應關系,換算出氣體中的微量水分含量。露點法檢測結果準確且數據穩(wěn)定,是電力行業(yè)檢測SF6氣體微水含量的常用方法,不過該方法響應速度相對較慢,且對儀器的控溫精度要求高,需定期進行溫度校準。