本規範適用於阻容法露點溼度計或阻容法露點傳感器、露點變送器(以下簡稱為露點儀)的校準。其他工作原理(如晶振頻率、光學吸收等)的露點溼度計或露點傳感器、露點變送器可以參照本規範進行校準。
關鍵詞:阻容法露點溼度計,阻容法露點傳感器,露點變送器
2、引用文獻
本規範引用下列文獻:JTF 1094--2002 測量儀器特性評定JJF 1001--1998 通用計量術語及定義JJF 1059--1999 測量不確定度評定及表示使用本規範時,應注意使用上述引用文獻的現行有效版本。
3、概述露點儀一般是指以高分子溼敏電阻、溼敏電容、氧化鋁薄膜等為感溼元件、測量氣體溼度的儀器儀表,常用於低溼範圍的測量。露點儀主要由溼度傳感器或變送器和測量電路組成。露點儀廣泛用於石化、電子、電力、冶金等部門進行氣體溼度的檢測,包括間斷測量及在線測量。
溼度傳感器主要由電極、感溼材料和電極基底等幾部分組成。其中上層電極由特殊的傳導材料製造,能保證水分子通過,同時又保護溼敏材料不受灰塵、油汙或導電粒子的影響。電極的基底材料常見為玻璃或矽,主要用來支撐傳感器的結構(見圖1)。感溼材料一般為氧化鋁或高分子活性聚合物薄膜,能夠吸收水蒸氣,並達到動態平衡,其電參數如電容、電阻、介電常數或頻率等與被測體系中水蒸氣含量具有某種直接或間接的函數關係。測量系統測量溼敏元件電參數的變化,並換算成相應的露點值。
4、計置特性4.1 露點儀示值的準確度在露點儀的測量範圍內,給出儀器的修正值(或示值誤差)。4.2 露點儀的電信號值(註:針對於露點傳感器和變送器)對於不能直接顯示露點值的露點傳感器和變送器,測量其電信號值(例如:電壓、電流或其他電量值)。4.3 露點儀的穩定性
在一定的時間間隔內露點儀示值的變化量,用℃/單位時間表示。
5、校準條件5.1實驗室環境條件實驗室應具備在校準過程中確保溼度標準設備和被校準儀器正常工作的環境條件,無明顯的震動和強電磁幹擾。環境溫度一般在(23±5)℃,相對溼度不高於80%。
5.2溼度標準儀器及其他設備5.2.1冷鏡式精密露點儀
冷鏡式精密露點儀作為溼度測量標準儀器,計量性能指標如表1所示。
5.2.2溼度發生器
常見的有如下幾種類型:
a) 雙壓法溼度發生器;b) 分流法(稀釋法)溼度發生器;c) 雙溫法溼度發生器;d) 滲透管溼度發生器。
溼度發生器的低溼工作範圍至少要達到露點(霜)點一50℃,波動性應不大於0.2℃/30 min。
註:如果直接以溼度發生器作為溼度標準設備,在露點(霜點)低於一50℃時,要求溼度發生器的最大允許誤差為土0.3℃,在露點(霜點)高於一50℃時,發生器的最大允許誤差為土0.2℃。
溼度發生器作為溼度標準儀器,計量性能指標如表2所示。
表2溼度發生器計量性能指標
如果以溼度發生器作為配套設備,要求配備精密露點儀作為溼度標準器。5.2.3載氣校準過程所用的載氣通常為高純氮氣或空氣,露(霜)點應低於一75℃。否則需配備氣體乾燥裝置。5.2.4數字多用表:四位半。6校準項目和校準方法6.1校準前的準備工作檢查以下各項:儀器上應有儀器的名稱、型號、編號、製造廠名、測量範圍、輸入輸出信號等內容的銘牌;指針式露點儀的儀表刻度應清晰,指針不得彎曲;數顯式露點儀的數字顯示完整清晰;儀器電源線插接安全可靠,各開關、旋鈕或按鍵等功能正常。所有的氣路接口緊密牢固,針閥、快速插頭、轉向插頭等在工作壓力範圍內,可保證氣密性。使用符合要求的氣體管路連接標準溼度發生器、被校準的露點儀或標準精密露點儀。氣體管路系統的連接管應為不鏽鋼管、紫銅管或管壁厚度大於1 mm的聚四氟乙烯(PTFE)管,不能使用塑料管、橡膠管、乳膠管等。整個管路系統的吹洗乾燥過程應該不少於3 h。
6.2 露點儀的校準
6.2.1露點儀的校準過程一般是在常壓下進行。使用針閥調節載氣流量時,要在儀器的進氣口進行調節,禁止在露點儀的出氣口調節流量。載氣的流量應該儘量滿足被校準儀器的要求。6.2.2作為標準器的冷鏡式精密露點儀,要與被校準的露點儀並聯連接。
6.2.3 在系統的乾燥過程結束後,調節標準溼度發生器的參數,對露點儀進行校準。結合被校準露點儀的工作範圍或客戶的要求,一般從低溼到高溼的順序,期間不能通人溼度高於露點設定值的溼氣。每個溼度點可以間隔10℃左右,逐點進行校準。校準點不能少於3個,最低的兩個校準點間隔應不大於10℃。6.2.4對於不需要乾燥吹洗的露點儀,只要把露點儀直接連接到吹洗好的管路上直接進行校準即可。6.2.5如果露點儀的生產廠商對儀器的乾燥過程和校準方法有特殊的要求,參照生產廠商所提供的技術說明書進行校準。6.2.6 當溼度發生器和被校準露點儀的變化量在30 min內小於0.2℃時,可以認為系統達到了平衡,記錄標準溼度發生器和精密露點儀的露點值及被校準露點儀的露點顯示值。對於露點傳感器或變送器,用數字多用表或其他顯示儀表記錄其輸出的電信號值。
6.2.7如果在校準過程中,對被校準露點儀的工作曲線、電位器或其他參數進行了調節,露點儀必須重新進行校準。6.2.8露點溼度傳感器或變送器的校準過程與露點溼度計的過程相同,在進行數據處理的時候,需要把變送器輸出的電量值(如電壓、電流或其他電信號值)換算成露點值,計算被校準儀器的修正值。
6.2.9根據露(霜)點標準值和被校準露點儀的示值,計算被校儀器的修正值。 6.2.10如果被校準的露點傳感器或變送器的輸出電信號值與露點值之間有明確的對應關係,計算出被校準儀器的露點值,並給出修正值。
註:
1、例如,被校準儀器的輸出信號為4 mA~20 mA,對應於露點測量範圍--80℃~+20℃,儀器的露點測量值的計算公式為:Td(℃)=(A-4÷0.16)-80,其中A為露點儀顯示的電流(mA)值,Ta為露點儀的露點值。
2、如果被校準的露點傳感器或變送器輸出電信號值與露點值沒有直接的對應關係,則只需記錄露點標準值對應的儀器電信號值即可,不必給出修正值。
6.3露點儀的穩定性(漂移)如果需要,可以對露點儀的穩定性進行檢測。穩定性檢測可以分為三個月、六個月或一年。三個月的穩定性檢測可以每隔一個月對儀器進行一次校準,六個月的穩定性可以每兩個月進行一次校準,一年的穩定性可以每三個月進行一次校準。對於每一組測量結果,選取極差值作為儀器的穩定性(漂移)測量結果。
7、校準結果表達
經過校準的露點儀出具校準證書。校準證書應給出露點儀的修正值及修正值的不確定度。
8、復校時間間隔
建議露點儀復校時間間隔由送檢單位根據實際使用情況自主決定。如果露點儀更換傳感器或溼敏元件,或者儀器的工作曲線、零度和滿度調節調整,儀器應該重新進行校準。