壓縮空氣濕度測(cè)量方法

1011壓縮空氣濕度測(cè)量方法范圍本局部規(guī)定了壓縮空氣濕度的測(cè)量方法，包括方法的選用指南及適用范圍、取樣技術(shù)、測(cè)量方法、結(jié)果評(píng)定、不確定度分析和試驗(yàn)報(bào)告等。本局部適用于壓縮空氣中以水蒸氣狀態(tài)存在的水分的測(cè)量。標(biāo)準(zhǔn)性引用文件以下文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不行少的但凡不注日期的引用文件，其最版本〔包括全部的修改單〕適用于本文件。GB/T4975 GB/T10893.1壓縮空氣枯燥器第1〔GB/T10893.1-2023，ISO7183：2023，MOD〕GB/T13277.1壓縮空氣第1〔GB/T13277.1-2023，ISO8573-1:2023，MOD〕GB/T17446 流體傳動(dòng)系統(tǒng)及元件術(shù)語(yǔ)〔GB/T17446-2023，ISO5598：2023，IDT〕術(shù)語(yǔ)及定義GB/T4975、GB/T17446GB/T10893.1單位本局部承受的單位為國(guó)際單位制〔SI〕常用的單位。選擇指南各種濕度測(cè)量方法的不確定度等級(jí)及其適用范圍見(jiàn)表1。的方法的方法±℃濕度范圍備注可測(cè)水蒸氣范圍：0.1×10-6～1×10-6b〕—方法表光譜法2a〕-80～+60冷凝法3，40.2-1.0-100～+25化學(xué)法51.0-2.0-65～+35電子法6，7，82.0-5.0-80～+40干濕球濕度計(jì)法92.0-5.00～60b〕取樣技術(shù)概述取樣的代表性，應(yīng)把空氣流量把握在規(guī)定的范圍內(nèi)。探頭安裝全流量測(cè)量局部流量測(cè)量旁通探頭插在一個(gè)小的旁通管中，這樣，通過(guò)探頭的氣流流速就可以得到把握。取樣系統(tǒng)壓力下進(jìn)展的。減壓測(cè)量〔常為大氣壓。取樣和測(cè)量的要求測(cè)量方法的選取取決于試驗(yàn)方法的可重復(fù)性和測(cè)試人員對(duì)測(cè)試儀器的使用閱歷。引主氣流至取樣系統(tǒng)的材料應(yīng)保證不對(duì)取樣氣的水蒸氣含量產(chǎn)生影響，見(jiàn)附表A.2。測(cè)量過(guò)程中應(yīng)記錄用樣系統(tǒng)的壓力。取樣系統(tǒng)的溫度應(yīng)高于所測(cè)露點(diǎn)溫度。在測(cè)量前測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，并應(yīng)在測(cè)量中保持，兩次測(cè)量的時(shí)間間隔至少20min，其測(cè)量差值不得大于系統(tǒng)的精度。測(cè)量方法表2～9圍。各方法的介紹參見(jiàn)附錄A，一些非首選的方法參見(jiàn)附錄B。應(yīng)考慮測(cè)量系統(tǒng)的完整性和測(cè)量設(shè)備的校準(zhǔn)要求。測(cè)量設(shè)備應(yīng)按使用說(shuō)明和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用。應(yīng)保證所使用儀器可以在規(guī)定的范圍和公差內(nèi)到達(dá)所要求的不確定度。任何一種方法都應(yīng)在其所規(guī)定的操作范圍內(nèi)使用。檢查儀器的校準(zhǔn)記錄。2光譜法——激光二極管應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍大氣和壓縮空氣壓力露點(diǎn)-80℃～+60℃大氣壓0℃～+40℃良好3冷鏡〔冷凝〕法，人工讀取溫度應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍大氣和壓縮空氣壓力露點(diǎn)-20℃～+25℃0MPa～20MPa0℃～+50℃差4冷鏡〔冷凝〕法，自動(dòng)測(cè)量讀數(shù)應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍大氣和壓縮空氣壓力露點(diǎn)-100℃～+25℃0MPa～2MPa0℃～+50℃差5化學(xué)反響法〔直接讀數(shù)〕應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍大氣和壓縮空氣壓力露點(diǎn)-65℃～+35℃大氣壓0℃～+40℃一般6電容法應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍耐污染性大氣和壓縮空氣壓力露點(diǎn)-80℃～+40℃0MPa～2MPa-30℃～+50℃一般7阻抗法應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍大氣和壓縮空氣壓力露點(diǎn)-80℃～+25℃0MPa～2MPa-30℃～+50℃一般8電阻法應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍大氣和壓縮空氣壓力露點(diǎn)-40℃～+25℃0MPa～2MPa0℃～+50℃一般9干濕球濕度計(jì)法〔干濕球溫度計(jì)法〕應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍大氣大氣壓0℃～+100℃差測(cè)試結(jié)果分析規(guī)定工況如無(wú)特別說(shuō)明，濕度測(cè)量報(bào)告的規(guī)定工況為：壓縮空氣溫度20℃壓縮空氣壓力0.7MPa壓力偏離的計(jì)算需要把測(cè)定值轉(zhuǎn)化為另一壓力〔規(guī)定工況壓力〕下的值時(shí)，參見(jiàn)附錄C。溫度偏離的計(jì)算除測(cè)定相對(duì)濕度外通常不做要求。其它污染物影響的計(jì)算氣中消退這些污染物。假設(shè)不能去除，應(yīng)進(jìn)展評(píng)定并確定由這些污染物引起的不確定度。非標(biāo)準(zhǔn)濕度單位與標(biāo)準(zhǔn)濕度單位的相互轉(zhuǎn)換相對(duì)濕度通過(guò)GB/T10893.1的計(jì)算公式和本局部附錄C可以將某一取樣溫度下的相對(duì)濕度轉(zhuǎn)化為壓力露點(diǎn)溫度。GB/T10893.1中給出了不同溫度下水蒸氣的飽和壓力的計(jì)算公式?？梢杂?jì)算實(shí)際溫度下的水蒸氣飽和壓力通過(guò)附錄C計(jì)算露點(diǎn)溫度。露點(diǎn)在大氣壓〔確定壓力0.1MP〕下的露點(diǎn)通常被稱作“常壓露點(diǎn)點(diǎn)以實(shí)際壓力露點(diǎn)表示?；旌下省不虮葷穸取乘透煽諝獾幕旌下室约八蜐窨諝獾幕旌下士梢允褂肎B/T10893.1中的公式計(jì)算得出。不確定度偏差，因而能以確定的置信度斷定其真實(shí)誤差小于此偏差，此偏差的值〔通常是95%的置信度〕就成為該特定測(cè)量精度的推斷指標(biāo)。假定測(cè)量各獨(dú)立量和氣體特性時(shí)還可進(jìn)一步假定，讀數(shù)的置信限和積存誤差可以無(wú)視不計(jì)。可能產(chǎn)生的〔小的〕系統(tǒng)誤差包含在測(cè)量的不確度中。由于除例外狀況外〔例如電子傳感器一，所以常常承受精度級(jí)和極限誤差來(lái)確定這種不確定度。有關(guān)確定各獨(dú)立測(cè)量的不確定度和各氣體特性置信限的數(shù)據(jù)都是一些近似值消耗巨大。注：本條所述的不確定度的計(jì)算并非確定必需。結(jié)果的表示在測(cè)量中，壓縮空氣中水蒸氣含量應(yīng)以壓力露點(diǎn)來(lái)表示。測(cè)試結(jié)果應(yīng)具體說(shuō)明，并說(shuō)明是依據(jù)GB/T13277.3測(cè)得。測(cè)試報(bào)告依據(jù)GB/T13277的本局部測(cè)量濕度，測(cè)量結(jié)果的說(shuō)明應(yīng)包含以下內(nèi)容：a〕具體說(shuō)明壓縮空氣系統(tǒng)及工作狀況，以便推斷所選用的測(cè)量方法的適用性；b〕取樣點(diǎn)的說(shuō)明；c〕說(shuō)明所承受的取樣方式和測(cè)量系統(tǒng)〔尤其是材料〕以及儀器的校驗(yàn)記錄；d〕說(shuō)明壓力露點(diǎn)依據(jù)GB/T13277.3測(cè)量，同時(shí)補(bǔ)充說(shuō)明：1)實(shí)際工況下實(shí)測(cè)的壓力露點(diǎn)平均值；2〕實(shí)測(cè)露點(diǎn)轉(zhuǎn)化為規(guī)定工況下的壓力露點(diǎn)值；3〕實(shí)際壓力露點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的壓力〔取樣壓力，單位為兆帕4〕測(cè)試的不確定度。E〕取樣和測(cè)試日期。測(cè)試報(bào)告例如如附錄D所示。附錄A〔資料性附錄〕首選濕度測(cè)試方法測(cè)試方法介紹干濕球濕度計(jì)法〔干濕球溫度計(jì)法〕干濕球濕度計(jì)是由兩個(gè)同處于潮濕環(huán)境中的溫度探頭組成〔濕布，它利用毛細(xì)作用從儲(chǔ)水器皿中吸水以保持潮濕。頭溫度的不同就可以計(jì)算出空氣中濕度的值。冷鏡〔冷凝〕法人工讀取溫度溫度，這個(gè)溫度就是露點(diǎn)溫度。自動(dòng)監(jiān)視冷凝狀況和測(cè)定溫度原理同A.1.2.1，只是由電子元件監(jiān)視冷凝狀況和測(cè)量溫度。電子傳感器測(cè)量法概述都發(fā)生轉(zhuǎn)變。在探頭前需裝一個(gè)過(guò)濾器，以防止受到污染〔沒(méi)有保護(hù)時(shí)反響時(shí)間要快一些。阻抗?jié)穸认鄬?duì)濕度和露點(diǎn)，或者直接輸出電信號(hào)。以下是幾種該類型的電子傳感器。電容傳感器不會(huì)由于冷凝水而損壞〔例如：相對(duì)濕度為100時(shí)，但是此時(shí)示值會(huì)發(fā)生漂移。電阻傳感器感器不能承受冷凝水，有些“飽和保護(hù)”式的傳感器裝設(shè)了自動(dòng)加熱裝置以預(yù)防冷凝水。露點(diǎn)型阻抗傳感器顯示出來(lái)，如露點(diǎn)或體積含量pp?；瘜W(xué)反響法這種方法是基于直接讀取試管中的化學(xué)反響結(jié)果長(zhǎng)度或直接由標(biāo)尺上讀出。光譜法〔或放射程度的不同來(lái)檢測(cè)氣體混合〔包括水蒸氣〕的濃度時(shí)，光譜測(cè)量可能會(huì)是有用的方法。1μm到10μm的幾個(gè)波長(zhǎng)范氣體吸取的輻射量與水蒸氣的濃度〔或分壓〕成正比。光譜技術(shù)也能測(cè)量極低濃度的水蒸氣，可以低到十億分之幾〔ppb〕這樣級(jí)別。這種高端技術(shù)主要包括氣壓電離質(zhì)譜法〔APIMS、傅里葉變換紅外光譜法〔FT-I〕和可調(diào)諧二極管激光吸取光譜法〔TDLA。各種不同測(cè)量范圍的特別建議高露點(diǎn)，露點(diǎn)高于環(huán)境溫度的狀況為避開(kāi)分散，取樣管溫度需保持高于氣體的露點(diǎn)溫度，所以在測(cè)試中常伴隨使用電加熱。低露點(diǎn)，極枯燥氣體如有可能，使用枯燥氣體沖洗取樣管和濕度計(jì)，或者將其抽至低壓力。將總成〔而非元件，除非設(shè)計(jì)如此〕中的水分去除。所測(cè)露點(diǎn)越低，其枯燥的時(shí)間越長(zhǎng)。避開(kāi)吸濕物質(zhì)的存在。在低濕度〔低于0℃〕時(shí)，其中存在的任何水分都會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響。所測(cè)露點(diǎn)越低，其要求越高。PTE-2尼龍和橡膠是易滲透物質(zhì)，不適合在低濕度狀況下使用，在某些高濕度的狀況也不適合使用。光或電拋光不銹鋼。使環(huán)境保持高清潔度。用溶劑除去污染油，用凈化水〔蒸餾或除離子的〕除去鹽分。在這之后要用枯燥空氣進(jìn)展系統(tǒng)枯燥。取樣管盡量短，使用能保證取樣流量的管道就可以了。要避開(kāi)泄漏，盡量削減接頭〔彎頭、三通、閥門等。要保證足夠的取樣空氣流量，以削減水分在管路中的滯留。防止取樣管路中消滅“盲端削減水分在測(cè)量系統(tǒng)中滯留，如：加大流速，增加放空管，或通過(guò)閥門將其排空。附錄B〔資料性附錄〕非首選濕度測(cè)試方法概述以以下出了其它一些非首選的測(cè)量壓縮空氣系統(tǒng)中濕度的方法，它們和GB/T13277.1污染物等級(jí)有關(guān)系。機(jī)械法的不同而不同，并且這個(gè)長(zhǎng)度變化可以通過(guò)指針而放大。飽和氯化鋰法從空氣中吸取的水重量。同時(shí)電流也將鹽加熱。最終在吸取水分和加熱間形成平衡讀數(shù)以露點(diǎn)形式給出。電解〔五氧化二磷〕法POPO25壓加在P2O5上，將水電解為氫氣和氧氣。其電流的產(chǎn)生取決于電解水量的多少〔法拉定律。其電流大測(cè)量的是水的體積，讀數(shù)反映的是確定單位，如體積含量〔ppm〕或水蒸氣分壓。它通常有取樣裝置而不是以探頭取樣。變壓露點(diǎn)計(jì)霧時(shí)，這時(shí)的膨脹溫度就是露點(diǎn)。附錄C〔資料性附錄〕蒸汽壓力計(jì)算基于干濕球濕度計(jì)測(cè)量實(shí)際蒸汽分壓的計(jì)算干濕球濕度計(jì)的計(jì)算按公式C.1：P Pw wsat

CPtot

Tw

) 〔C.1〕式中：Pw——實(shí)際水蒸氣分壓，單位為帕〔Pa；Pwsat——飽和水蒸氣分壓，單位為帕aPtot——?dú)怏w總壓力，單位為帕Pa；T——干球溫度，單位為開(kāi)爾文；Tw——濕球溫度，單位為開(kāi)爾文；C 10-3；其值應(yīng)由校準(zhǔn)值計(jì)算得出?；跍囟葴y(cè)量飽和蒸汽壓力的計(jì)算基于溫度測(cè)量飽和蒸汽壓力的計(jì)算按公式C.2：BlnT9FT(i2)式中：B=-12.150799F=見(jiàn)表C.1。i其余符號(hào)見(jiàn)表C.1。

pwsat

e

w ii0

〔C.2〕表C.1 Fi的值系數(shù)Fi= 9 數(shù)值1～系數(shù)數(shù)值F0 -8499.22F5-1.14605×10-8F1 -7423.1865F62.17013×10-11F2 96.1635147F7-3.61026×10-15F3 0.024917646F83.85045×10-18F4 -1.316×10-5F9-1.4317×10-21由非規(guī)定工況壓力下露點(diǎn)計(jì)算規(guī)定工況壓力下露點(diǎn)：水的露點(diǎn)按公式〔C.3〕計(jì)算： tD,rpt

w,nrp17.62lnw,nrp

P P

tD(w,

…〔C.3〕w,nrp

tot,nrpP其中w,nrp

Ptot,rp 1611.2Ptot,nrp冰的露點(diǎn)按公式〔C.4〕計(jì)算： tD,rpt

272.46lnPw,nrp22.46lnw,nrp

P tot,rptot,nrpP tot,rptot,nrp

tD(i,

……〔C.4〕P其中w,nrp

Ptot,rp

w,nrp

tot,rp

tot,nrp式中：

611.2Ptot,nrptD,rp ——規(guī)定工況壓力下的露點(diǎn)溫度，單位為攝氏度〔℃；t,rp——規(guī)定工況壓力下水的露點(diǎn)溫度，單位為攝氏度〔℃；tD(i),rp —— 規(guī)定工況壓力下冰的露點(diǎn)溫度，單位為攝氏度Ptot,rp —— 規(guī)定工況下的總壓力，單位為帕Pa；Ptot,nrp—— 非規(guī)定工況下的總壓力，單位為帕Pa；P,nrp ——非規(guī)定工況壓力下水蒸氣分壓，單位為帕Pa。附錄D〔資料性附錄〕壓縮空氣濕度測(cè)試報(bào)告例如XX4臺(tái)空壓機(jī)、后冷卻器和冷凍式枯燥器組成，其中一臺(tái)空壓機(jī)備用，二50%0.7MPa，濕度測(cè)點(diǎn)選在B車間的入口處。2023-01-232023-01-2548h1h。0.66MPa。測(cè)試用儀器為XX冷凝式露點(diǎn)儀，不確定度為±0.5℃。2023-11-30〔校驗(yàn)記錄附后〕依據(jù)GB/T13277.3，測(cè)得壓力露點(diǎn)為：壓力露點(diǎn)，+1℃±0.50.66MPa，26℃。換0.7MPa，20℃，壓力露點(diǎn)為+2℃±0.5℃。附錄E〔資料性附錄〕本局部與ISO8573-3:1999E.1給出了本局部與ISO8573-3：1999的技術(shù)性差異及其緣由的一覽表。本局部的章條編號(hào)技術(shù)性差異緣由1將原標(biāo)準(zhǔn)的四段語(yǔ)句重編寫(xiě)。符合我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于范圍的描述。2引用了適合我國(guó)實(shí)情的我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。本局部的章條編號(hào)技術(shù)性差異緣由1將原標(biāo)準(zhǔn)的四段語(yǔ)句重編寫(xiě)。符合我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于范圍的描述。2引