氧化铝薄膜式湿度仪的在线应用

　　1前言

　　湿度测量目前在冶金、电子、航空航天领域的应用越来越广泛。湿度的测量方法主要有重量法、冷镜法、电解法、振动频率法、氧化铝薄膜法(即阻容法)等。其中重量法、冷镜法主要用于实验室测量，用于在线式湿度仪的主要为电解法和氧化铝薄膜法两种。这里重点介绍氧化铝薄膜式湿度仪的测量原理、特点及在冶金行业的在线应用的要领。

　　2氧化铝薄膜式湿度仪测量原理

　　湿度仪检测湿度的表示方法常用的有露点、PPM、相对湿度等，而在工业的实际使用中常用露点来表示。露点的定义为当气体中的水蒸汽达到饱和而凝结出来形成水时的温度。氧化铝薄膜式湿度仪为冶金行业较常用的在线式湿度仪，其传感器的主要组成分三层:一层纯铝基体、一层薄金、中间一层是带有特殊微孔的氧化铝薄层。测量原理是利用被测介质接触到湿度传感器时，被测介质中的水分子迅速通过薄金层而驻留在氧化铝薄层的微孔中，从而在薄金层与铝基体之间形成电容，由于氧化铝薄层的吸水特性，导致电容值随样气水分的多少而改变，湿度仪即利用此原理，通过测量该电容值来换算出对应的湿度，即露点、PPM等。

　　3氧化铝薄膜式湿度仪的特点

　　(1)响应速度快氧化铝薄膜式湿度仪能快速的反映被测对象的湿度变化特性

　　(2)测量范围宽氧化铝薄膜式湿度仪的测量范围最低可达到一110°C

　　(3)测量精度较低氧化铝薄膜式湿度仪的测量精度相对与冷镜法等较低，测量不确定度可达2℃-3℃

　　4氧化铝薄膜式湿度仪的在线应用

　　宝钢冷轧厂所使用的在线湿度仪绝大部分采用的都为氧化铝薄膜式湿度仪，因在冶金行业，湿度仪的单位常用露点来表示，所以也称之为露点仪。冷轧厂使用的湿度仪主要用于检测氢气中的湿度、氢气氮气混和气的湿度、压缩空气的湿度等测量，范围在一80℃一+20℃之间。

　　(1)使用的在线湿度仪

　　目前使用的在线氧化铝薄膜式湿度仪主要为美国巴纳(PANAMETRICS)公司的产品，湿度仪传感器采用的是M型探头，转换器为SERIALI型，此型号仪器为1996年购买。现转换器可能已有更新产品，M型探头用于测量的是湿度(温度为任选件)，厂家也提供TF型探头用于测量湿度、压力、温度。湿度仪的主要仪表性能指标如下:

　　测量范围:一80℃一+20°C，可增强至一110℃一+20°C

　　精度:土2℃一士3℃

　　重复性:士0.5℃一士1.0℃

　　(2)取样系统

　　取样系统对于在线分析仪而言是一个相对重要的组成部分。湿度仪取样系统的连接方式一般有两种，一种为直接将湿度传感器安装在被测介质管路中，另一种则是安装湿度取样装置，将被测介质引人，在取样装置中安装有可调节压力的减压阀，流量计，压力表，湿度传感器等零部件(见图1)。无论是那种取样方式，最重要的是要保证不要将传感器安装在介质不流动的死区内，导致测量数据不准确。