芬兰VAISALA DMP248 精密露点仪的原理与应用

发布于：2006/7/17 16:17:25 | 861 次阅读

[转载]原文链接：

一：简介

　　对于露点温度-60°C的湿度测量长期以来只依靠镜面的方法,该方法从原理上讲只要有足够的制冷措施,就能测量任意露点温度。这种方法的问题就是对气体要求很高，任何杂质和污染都会导致极大的测量误差。因此它几乎不能在线使用。另一个低湿度的传感器就是氧化铝传感器。它可测到（-100°C）露点，但是这类传感器在保护状态下每年也会漂移±6°C……±10°C。因此就不能保证其工作的稳定性。另外以上两种类型仪表，校准也非常困难，这是因为它需要专门的露点发生器。由Vaisala公司发明的高分子薄膜电容具有很高的稳定性和抗污染能力。但长期以来只能用于露点-40°C以上湿度测量，-40°C……-60°C的测量非敏感元件达不到，而是存在着很大的误差。这主要是因为传统的计算方法和校准方法的问题。

　　Vaisala公司针对以上问题进行了长期研究，利用在线状态下自动修正零点偏移这一行之有效的方法，彻底地解决了低露点测量的问题。从而为低湿度测量提供了一种既稳定又精密的方法。

　　DMP248系列精密露点仪是Vaisala公司推出的专门用于测量低湿露点点的精密仪表，它内含在线自动修正零点偏移这一软件，它的探头是由高分子薄膜式湿敏电容和Pt100铂电阻组成的复合敏感元件。DRYCAP和DRYCAP.J高分子湿敏电容C的变化和测量气体的相对湿度（RH）成正比，而Pt100可直接测量气体的温度（T）。由此可分别计算出露点温度（Td），体积浓度比（PPMV）。因此DMP248仪表虽然是精密露点仪，但其校准参数仍然是相对湿度RH和温度Ｔ。通常情况下两点校准就可以满足其了，因为相对湿度RH和湿敏电容的电参数成线性关系。这是其它类型的露点仪无法比拟的。

　　Vaisala公司的湿敏电容是世界上最稳定的湿敏元件，其自动修正零点偏移软件具有保护。它的DMP248系列精密露点仪拥有以上两项技术。它低湿，稳定性具有水平，该仪表既可在线使用，亦可离线使用。其及量程范围特别适合开关SF6气体、氢站H2气体、空气中的N2、CO2等气体的微量水分测量。

二：DMP248测量原理

　DMP248系列采用了Vaisala公司自发明的DRYCAP敏感元件，该元件是专门用在低湿环境的温湿度测量并具有极强的抗结露能力。它包含了一个高分子湿敏薄膜电容和热敏电阻。电容值和相对湿度（RH%）成正比。加入温度信号后就可以由DRYCAP元件直接反映出Pw（水汽压）或露点值了，其推导如下：

　　由温度传感器的Pt-100可以测出气体的温度值T0，根据Go-ff-Gratch和Wexler修正公式可求出温度T下的饱和水汽压Pws（T）：

　log（Pws（T））=（C1T-C2）/（T-C3）（T＞0）（1）

或者
　log（Pws（T））= C4-C5/T （T＜0）（2）

又因为：RH=Pw/Pws（T）

所以气体的水汽压Pw为：Pw=RH×Pws

　　此时由Pw求出露点温度值Td0、Td值可以分别由（1）、（2）式求出。但在（1）、（2）中应将Pws（T）由Pw更换，T由Td更换。对于0°C以下的低湿露点值当然也可由上述方法直接求出。但是其却很难保证，因为相对湿度越接近于零，其露点就越随着零点漂移量的变化而快速下降。由于其零点漂移使得误差就越大，所以为了提高其测量必须在测量过程中设法减少其0%RH零点漂移。

　　例如：当露点为-40°C，温度为20°C时，其相对湿度为0.55%RH０偏移量为0.2%RH时（对于一般的RH传感器来说，这要比其技术指标好的多了），使得实际测量的RH变为0.35%了。此时计算得出的露点为-44°C，所以一个看起来较小的偏移量误差（该误差可由偏移或校准失误产生）对于低RH值来说将产生一个不能接受的露点误差。为解决这一问题，DMP248系列精密露点仪使用新的计算方法，即仪表在在线工作时自动计算偏移量变化并调整这一偏移量，这一过程可由以下公式来表达：

　　　　　　　　　　　　　RHout=RH０+Gain×Pw/Pws（T）（3）

　　　　　　　　　　　　　　　RH０=完全干状态下的输出

　　　　　　　　　　　　　　　Pw=水汽压

　　　　　　　　　　　　　　　Pws(T)=温度T的饱和水汽压

　　函数Pws(T)很容易求解，所以在同一水汽压（Pw）下测量两个温度T值即两个Pws(T)就可以计算出漂移量RH0值了。

（假定Pw在这一过程中保持不变）

　　如上图所示，其漂移量误差为-0.2%RH，测量温度范围20°C……30°C，其露点温度为-40°C，Gain为100%，随着温度的升高RH%降低，因为前响应是线性的，此时RH０=0.2%。由读出的数值（0.35%RH）减去这一数据,就得到了正确数值为0.55%RH.由两点测量数据划一条直线,该直线和Y轴的交点就是RH0。

　　下图显示DMP248探头所安装的DRYCAP敏感元件，DRYCAP由高分子湿敏元件和温敏元件组成。由湿敏元件和Pt-100R的信号时，DRYCAP就可以地计算出水汽压，从而可确定出低湿露点值。在自动校准周期间，Pt-100元件首先用来加热，然后来测量温度。整个自动校准周期需时60……70s，当自动周期被激活时，传感器的输出被锁定。

DRYCAP探头在DMP248的安装

　注意：自动校准仅当DMP248使用在相对湿度低于10%RH（露点在-12°C……20°C以下）和温度在0°C……+80°C才能有效。

三：面板说明

1、液晶显示屏

　　2、功能键

　　3、电源开关（POWER）

　　4、电源指示灯（LED）

　　5、功能锁

　　6、入气口（调节阀）

　　7、流量计

　　8、充电口

　四：操作说明

    1、将气源通过四氟管接入气体入口的快速接头，将流量计向右旋转90°，使其垂直于面板。

　　2、调节阀门，观察浮子起动，确保有气体输出，流量应控制在0.75L/min左右(SF6流量计)或 2L/min左右(H2流量计)

　　3、将安全锁置于红点位置，打开电源（按下POWER），观察数据显示，LED为绿色，表示电量充足，随着电量下降，LED指示灯逐渐变黄，LED为红色，表示电量已不足但仍可使用1小时。

　　4、按▲▼键，可在液晶屏上分别显示出RH、T、Td、PPmv的参数值。　

　　5、按下POWER时，无数据显示，或红灯已亮，应立即充　　电。

　　6、充电时，红灯亮表示电量不足，绿灯亮表示电量充足。

　　7、充电具有保护功能，在10小时以上可以充足。

　　8、电池无电时，可直接由充电器供电。

　　9、在使用过程中，一般在10分钟以内仪表即可达到稳定，若有反应迟钝现象出现时，可参照第七章内容将仪表做强迫自动校准。

　　10、测量结束后，应及时关断电源，关闭调节阀，退出四氟管向左90°放下流量计。

五、技术参数

　（1）露点（DP）

　　测量范围 -60°C……+60°C

　　精度 -50°C……+20°C（±0.5°C)

　　响应时间 +20°C……0°C 10s

　　0°C……20°C 10s

　　-20°C……-40°C 200s

　　-40°C……-60°C 400s

　(2)温度(T)

　　测量范围 -40°C……+80°C

　　精度 ±0.1°C（at 20°C）

   (3)相对湿度(RH)
　　测量范围 0……100%RH

　　精度 RH＜10%时±0.0025%+8.75%　of reading

　　RH＞10%时±0.7%+2% of reading

    (4)温度(AH)

　　测量范围 0……600g/m3 (±1%AH)

   (5)体积浓度比(PPmv)

　　测量范围 0……30000PPmv

   6)模拟输出 4……20mA 0……20mA

　　精度 ±0.05full scale

　 (7)串型口 RS232C

    8)外型尺寸 295×240×90(mm)

   (9)重量 4kg

   六：强迫自动校准

　1、将功能灯置于绿点，用SF6气体或高纯氮气吹扫DMP-248，直到RH＜3%RH，并且Td每次变化小于0.01°C。关掉气源，并关上进气调节阀。

　　2、观察仪表，其显示值在5秒内Td值小于0.1°C，否则重新吹扫。

　　3、按“CL”键盘，再按“▼”键，选择“More”，这时“More”开始闪烁，然后按“ENT”键。

　　4、当“Addr“闪烁时，再按“▼”键，此时“More”开始闪烁，然后按“ENT”键。

　　5、此时“Regen”正在闪烁，按“▲”键，“Drycal“开始闪烁，然后按”ENT“键。

　　6、此时“Settings”正在闪烁，按“▲”键，“Calibration”然后按“ENT”键，等待2分钟左右，仪表重新显示数据，则自校准完成。

　　7、任何一步操作失误时，可按“CL”键清除，然后从步开始操作。

　注意：校准期间不得关断电源。

   七：人工校准

    1、将功能锁置于“红点”状态。

　　2、将高纯氮气引入进气口，调节阀门使气体流量控制在0.75L/min(SF6流量计) 或1.8L/min(H2流量计)。

　　3、按“CL”键进入主菜单，用箭头键“▲”或“▼ ”选择“Cali”(校准状态)之后再按“ENT”键。再用箭头键“▲”或“▼ ”选择“RH”(湿度佼准)然后再按“ENT”键。

　　4、如果是更换湿敏元件后校准，则选择“Sensor Changed”（更换探头校准），反之选择“Not Changed”（不更换探头校准），然后按“ENT”键。

　　5、如选择更换探头“Sensor Changed”（更换探头必须选择“Sensor Changed”）程序自动选择两点法校准。首先是点“RH1”校准，将探头插入LiCL2盐溶液槽,等到数据稳定后用箭头键“▲”或“▼”将相对湿度数值调整到“11.3%RH”按“ENT”键(只能按),程序会转到第二点“RH2”校准,将探头插入Nacl2盐溶液槽，等到数据稳定后用箭头键“▲”或“▼”根据室温的不同将相对湿度数值调整到“75.3%RH”左右,按“ENT”键结束校准。

　　6、如果不更换探头，“Not Changed”程序选择一点法校准“RH1 Point Cali”利用高纯氮吹扫仪表，观察显示值半小时以上，利用“▲”或“▼ ”键调节RH1，使RH1为 ±0.02之间，然后按“ENT”返回。

　　7、若有必要，可重复校验。校验完成后重新将安全锁放置在绿点上。

　　8、温度一般不需要校准，若有必要可按“CL”键后选择“ Cali”（校准状态）按“ENT”键，然后选择“T”（温度校准）。校验方法同湿度校准方法。

参与讨论

登录后参与讨论

//评论区

推荐阅读

智能网联汽车国际标准法规协调专家组（HEAG）召开工作会议

近年来智能网联汽车快速发展，新技术不断涌现，与相关产业融合度持续提升，正在推动全球汽车产业发生深刻变革。为应对此种形势，欧、美、日等汽车工业发达国家和地区都加大了智能网联汽车的国际标准法规协调的参与力度，在联合国世界车辆法规论坛(UN/WP.29)和国际标准化组织(ISO)层面，智能网联汽车相关国际标准法规协调活动正快速推进。为更有效地支撑上述组织的国际标准法规协调活动，2017年全国汽车标准

0215jiejie | 发布于：2022-12-01 0评论 0赞

苹果推出搭载M2芯片的新款iPad Pro 799美元起售

据苹果官网，苹果推出搭载M2芯片的新款iPadPro。 11英寸wifi版起售价为799美元，wifi+蜂窝网络版起售价为999美元；12.9英寸wifi版起售价为1099美元，wifi+蜂窝网络版起售价为1299美元。

0215jiejie | 发布于：2022-10-19 0评论 0赞

新能源汽车领衔 “中国智造”加速登陆欧洲市场

全球五大车展之一巴黎车展时隔四年再度启幕。在这场被视为“全球汽车行业风向标”的盛会上，国内外汽车品牌云集，长城汽车、比亚迪等再次领衔中国汽车出海。长城汽车欧洲区域总裁孟祥军表示：“欧洲是长城汽车最重要的海外市场之一，巴黎车展是长城汽车向欧洲市场展示GWM品牌和产品的最佳机会。长城汽车正在研究汽车行业碳排放的整个生命周期，到2025年，将推出50多款新能源产品，全力支持可再生能源使用，为全球用户

0215jiejie | 发布于：2022-10-19 0评论 0赞

严监管时代来临，电子烟“通配”大战走向何方？

针对通配烟弹厂商的一系列诉讼的结果，将对生产通配烟弹的品牌未来在电子烟行业的发展产生深远影响。 10月1日，《电子烟强制性国家标准》正式实施，中国电子烟监管全面生效。而在电子烟行业进入规范化、法治化阶段前夕，一场围绕着通配烟弹的争论在行业里发酵。 “通配”是电子烟从业者约定俗成的概念。换弹式电子烟由烟杆和烟弹组成，“通配”烟弹指的是非品牌商生产、可与品牌烟杆匹配使用的烟弹。多位业内人士表示，被

0215jiejie | 发布于：2022-10-19 0评论 0赞

Bourns 全新大功率分流电阻器

采用金属感应引脚，专用于大电流应用中进行精确测量全新分流电阻器专为电池管理系统、大电流工业控制和电动汽车充电站提供高可靠性、高成本效益的解决方案美国柏恩Bourns全球知名电子组件领导制造供货商，宣布新增12款CSM2F系列功率分流电阻器，扩展其产品组合。全新系列采用铆接通孔金属传感引脚，可满足大电流应用中对电压测试点精确定位日益增长的需求。最新型Bourns?CSM2F系列分流电阻器

0215jiejie | 发布于：2022-10-18 0评论 0赞

请尊重元宇宙“这个筐”

元宇宙是个筐，啥都往里装，但区别在于有的像聚宝盆，有的像垃圾桶。国庆假期刚结束，中青宝“90后”董事长李逸伦便亲自上阵，玩起了元宇宙婚礼。靠着老板首秀和代言，中青宝顺势推出“MetaLove元囍”App，正式进军元宇宙婚礼赛道。就产品而言，如同其他元宇宙产品，李逸伦的元宇宙婚礼“新奇与吐槽齐飞”：有人说是有趣的尝试，有人则认为像QQ炫舞结婚系统。要知道，QQ炫舞是一款推出了十余年的老游戏。

0215jiejie | 发布于：2022-10-13 0评论 0赞

边缘计算：突围商业模式痛点

截至8月末，中国5G基站总数达210.2万个，中国5G发展已经进入下半场。随着5G加速融入千行百业，互动直播、vCDN、安防监控等场景率先大规模落地，车联网、云游戏、工业互联网、智慧园区、智慧物流等场景也快速走向成熟，这些更大流量、更低时延、更高性能的场景涌现，对边缘计算的刚性需求势必爆发。 GrandViewResearch预测，即使在新型冠状病毒肺炎疫情肆虐全球的背景下，边缘计算和5G网络市

0215jiejie | 发布于：2022-10-13 0评论 0赞

商务部回应美商务部升级半导体等领域对华出口管制并调整出口管制“未经验证清单”

商务部新闻发言人10日就美商务部升级半导体等领域对华出口管制并调整出口管制“未经验证清单”应询答记者问。有记者问：近日，美国商务部在半导体制造和先进计算等领域对华升级出口管制措施。同时，在将9家中国实体移出“未经验证清单”过程中，又将31家中国实体列入，请问中方对此有何回应？对此，商务部新闻发言人回应称，中方注意到相关情况。首先，通过中美双方前一阶段共同努力，9家中国实体zui终

0215jiejie | 发布于：2022-10-13 0评论 0赞

TCL华星官宣与奔驰合作：推出全球首款横贯A柱的车载显示屏

今年1月，奔驰带来了VISIONEQSS概念车，其中控台采用了一块完全无缝的47.5英寸曲面显示屏，横贯整个A柱，令人印象深刻。今天，TCL华星正式官宣与奔驰达成合作，并认领了VISIONEQSS上这块全球首款横贯整个A柱曲面的车载显示屏。根据TCL介绍，这款显示屏采用了完全无缝的超薄一体化设计，将仪表盘、中控与副驾娱乐显示融为一体，并能够与3D实时导航系统相辅相成。同时，这块显示屏还采用

0215jiejie | 发布于：2022-10-12 0评论 0赞

半导体板块暴跌谁最受伤

国庆假期后首日开盘，上证综指时隔5个月再次失守3000点，与此同时，半导体板块也再度走低，其中，北方华创、雅克科技等个股跌停。10月11日早盘期间，半导体板块持续下挫，北方华创、雅克科技再度跌停。截至下午收盘，北方华创、雅克科技维持跌停状态，华海清科、拓荆科技-U、盛美上海、清溢光电、海光信息的跌幅则超10%。同日，半导体板块中的119只个股中超五成呈现下跌趋势。在半导体板块遭遇下挫的同时，北

0215jiejie | 发布于：2022-10-12 0评论 0赞

unionblog

关注