維薩拉/密析爾/羅卓尼克露點儀在壓縮空氣應用中的性能差異

　　水分一直是壓縮空氣系統中的一項難題。當露點傳感器處于理想工作狀態時，可以采取措施避免出現故障、操作效率低下或最終產品質量差等問題。但是，壓縮空氣系統中露點的測量可能存在多種困難，從而導致讀數錯誤、穩定性差甚至傳感器故障。

　　壓縮空氣系統中的露點傳感器最常見的問題通常集中在以下方面：

　　1.響應時間

　　2.讀數的可靠性   

　　3.從水濺或冷凝中恢復

　　4.接觸壓縮機油

　　為了更好地理解這些挑戰，我們有必要首先探討一下最常見的傳感器技術之間的性能差異。

　　簡介:

　　1)冷鏡技術可在各種露點范圍內提供最高的精度，但其性能可能會因存在污染物而受到限制。

　　2)電容式金屬氧化物傳感器可提供非常低的露點測量值，但可能會因高濕度水平和冷凝而受損。

　　3)具有自動校準功能的電容式聚合物傳感器可在較寬的濕度范圍內運行，不受冷凝影響并確保長期穩定性。

　　維薩拉/密析爾/羅卓尼克不同的傳感技術:

　　冷鏡:

　　冷鏡技術可以在廣泛的露點范圍內提供最高精度。它的工作原理基于露點的基本定義–冷卻一定量的空氣直到形成冷凝。氣體樣本通過由冷卻器進行冷卻的金屬鏡面，然后將光導向鏡面，以便光學傳感器測量反射光量。當鏡面冷卻到在其表面開始產生冷凝（即已經達到露點）時，鏡面反射的光量減少，這反過來又由光學傳感器檢測到。然后，鏡面上的溫度傳感器將會細致地調節冷卻速度。一旦在蒸發和冷凝的速率之間達到平衡狀態，鏡面溫度就等于露點。由于冷鏡的光學測量原理，該傳感器對鏡表面上存在的污垢、油污、灰塵和其他污染物高度敏感。類似地，準確的冷鏡設備往往很昂貴，一般用于要求絕對精度且可以頻繁進行維護和清潔的情況下。

　　電容式金屬氧化物:

　　接下來是電容式金屬氧化物傳感器，它采用的是氧化鋁技術，用于在工業過程中測量超低露點。雖然設計中使用的材料類型可能不同，但傳感器的結構和工作原理通常保持不變。電容式傳感器采用分層結構構建，依次是基板基礎層、下部電極、吸濕性金屬氧化物中間層和透水上部電極。上下電極之間的電容根據金屬氧化物層（電容器的電介質）吸收的水蒸氣量而變化，這就造就了露點測量功能。這種傳感器在-100°C甚至更低的溫度下具有出色的低露點測量精度，但對于露點在較高范圍中變化不定的工藝（如制冷劑干燥系統），其長期穩定性往往較差。高濕和冷凝也容易損壞金屬氧化物傳感器。輸出讀數的漂移意味著傳感器需要頻繁校準，而校準工作通常只能在制造商的校準實驗室中進行。

　　電容式聚合物:

　　就傳感器類型而言，電容式聚合物傳感器除了具有出色的長期穩定性外，還可以在較大的濕度范圍內準確地進行測量。自維薩拉于1997年1月推出用于測量露點的聚合物傳感器以來，DRYCAP®技術已廣泛用于各種工業和氣象應用。自從有了新的創新技術，聚合物傳感器也可用于低露點應用。盡管電容式聚合物傳感器工作原理與金屬氧化物傳感器相似，但仍存在一些關鍵差異。除了在吸濕層中存在明顯的材料差異（聚合物與金屬氧化物）外，電容式聚合物傳感器還與電阻式溫度傳感器關聯在一起。聚合物傳感器根據相對濕度(RH)測量濕度（被測氣體中的水分子含量），而溫度傳感器則測量聚合物傳感器的溫度。根據這兩個值，變送器電子裝置中的微處理器就可以計算露點溫度。維薩拉還發明了一種自動校準功能，旨在利用聚合物傳感器在非常干燥的條件下測量準確的露點值。當相對濕度接近零時，濕度的微小變化將導致露點讀數發生相當大的變化。例如，在室溫下，露點-40°C和-50°C分別對應于0.8％RH和0.3％RH的相對濕度。利用聚合物傳感器的典型±2％RH精度指標，可以在低至-9°C的露點溫度下實現±2°C露點的精度。自動校準可將此精度從±2oC擴展到低至-80°C露點溫度。

　　在自動校準期間，人們會對傳感器進行加熱并使其冷卻，同時監測并繪制傳感器的濕度和監測的讀數。然后，該數據將在接受分析后用于調整濕度傳感器的讀數。這一準確校準的關鍵在于傳感器的輸出等于相對濕度(RH)，而相對濕度隨溫度而變化。這種物理依賴性使得自動校準可以評估在0％RH下的低濕度讀數是否正確。然后，微處理器會自動糾正所有可能的漂移。這樣，即使在低露點時，其精度也優于±2oC。

　　聚合物技術是經多年測試和精心選材的成果，它與智能電子技術相結合，可為極少需要對露點變送器進行維護的應用提供高性能解決方案。