Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Измерение содержания влаги — сложная, но необязательно трудная задача.
Ошибки и неправильные методы могут привести к тому, что результаты измерений влаги будут отличаться от ожидаемых, поэтому правильная методика отбора проб имеет решающее значение для получения точных и надежных результатов. При проектировании системы отбора проб влаги следует учитывать следующие элементы:
Каждый из этих пунктов подробно рассматривается ниже.
Все материалы проницаемы для водяного пара, поскольку молекулы воды чрезвычайно малы по сравнению со структурой твердых тел, даже по сравнению с кристаллической структурой металлов. График ниже показывает точку росы внутри трубок из разных материалов при продувке очень сухим газом, когда внешняя поверхность трубки находится в окружающем воздухе.
Многие материалы содержат влагу как часть своей структуры, особенно органические материалы (натуральные или синтетические), соли (или все, что их содержит) и все, что имеет поры малого размера. Важно убедиться, что используемые материалы подходят для данного применения.
Если парциальное давление водяного пара, действующее на внешней стороне линии сжатого воздуха, выше, чем внутри, атмосферный водяной пар естественным образом будет проникать через пористую среду, вызывая миграцию воды в линию сжатого воздуха. Этот эффект называется транспирацией.
Адсорбция — это прилипание атомов, ионов или молекул из газа, жидкости или растворенного твердого вещества к поверхности материала с образованием пленки. Скорость адсорбции увеличивается при более высоких давлениях и низких температурах.
Десорбция — это высвобождение вещества с поверхности материала или через нее. При постоянных условиях окружающей среды адсорбированное вещество будет оставаться на поверхности практически неограниченно долго. Однако с повышением температуры вероятность десорбции возрастает.
С практической точки зрения, при колебаниях температуры окружающей среды молекулы воды адсорбируются и десорбируются с внутренних поверхностей трубок для образцов, вызывая небольшие колебания измеренной точки росы.
Точка отбора проб всегда должна быть как можно ближе к критической точке измерения, чтобы получить действительно репрезентативное измерение. Длина линии отбора проб до датчика или прибора должна быть как можно короче. Места соединения и клапаны задерживают влагу, поэтому использование максимально простой схемы отбора проб позволит сократить время, необходимое для высыхания системы отбора проб при продувке сухим газом.
При длинной трубе вода неизбежно попадает в любую линию, и эффекты адсорбции и десорбции становятся более очевидными. Из приведенного выше графика видно, что наилучшими материалами, противостоящими транспирации, являются нержавеющая сталь и PTFE (политетрафторэтилен).
Мертвые объемы (области, не находящиеся на пути прямого потока) в линиях отбора проб удерживают молекулы воды, которые медленно высвобождаются в проходящий газ; это приводит к увеличению времени продувки и отклика, а также к более влажным, чем ожидалось, показаниям. Гигроскопичные материалы в фильтрах, клапанах (например, резина в регуляторах давления) или любых других частях системы также могут задерживать влагу.
Подготовка пробы часто необходима, чтобы избежать воздействия жидкостей и других загрязняющих веществ на чувствительные измерительные компоненты, которые могут привести к повреждению или повлиять на точность со временем, в зависимости от технологии измерения.
Фильтры твердых частиц используются для удаления грязи, ржавчины, окалины и любых других твердых частиц, которые могут находиться в потоке пробы. Для защиты от жидкостей следует использовать коалесцирующий фильтр.
Мембранный фильтр — это более дорогая, но высокоэффективная альтернатива коалесцирующему фильтру. Он обеспечивает защиту от капель жидкости и даже может полностью остановить поток в анализатор при попадании большого количества жидкости.
Поддержание температуры трубки системы отбора проб выше точки росы пробы является жизненно важным для предотвращения конденсации. Любой конденсат делает процесс отбора проб недействительным, поскольку изменяет содержание водяного пара в измеряемом газе. Конденсированная жидкость может изменить влажность в другом месте, капая или стекая в другие места, где она может снова испариться.
Целостность всех соединений также является важным моментом, особенно при отборе проб с низкой точкой росы при повышенном давлении. Если в линии высокого давления произойдет небольшая утечка, газ будет вытекать, но вихри в месте утечки и отрицательный перепад давления пара также позволят водяному пару загрязнить поток.
Теоретически, скорость потока не оказывает прямого влияния на измеренное содержание влаги, но на практике она может иметь непредвиденные последствия для скорости отклика и точности. Оптимальная скорость потока зависит от используемой измерительной технологии и всегда указывается в руководстве по эксплуатации прибора или датчика.
Недостаточная скорость потока может:
Мы предлагаем готовые к использованию системы отбора проб влаги, совместимые с нашими линейками датчиков точки росы. Их модульная конструкция позволяет создавать конфигурации систем для широкого спектра применений.
