智能渗透式标准湿度发生器的研制

　　1渗透法的基本原理

　　渗透法的基本原理是基于与干载气(如s咙、N场、N玩等)以一定的流速带走渗透出某一膜的另一纯净气体，该纯净气体是放在一个渗透管里。物质渗透过渗透膜的渗透率取决于所用物质本身的性质、组成成分、渗透膜的面积、温度和膜两侧的压力梯度，其渗透过程遵循FICK定律.

式中:q为渗透速率;D为渗透系数;s为有效渗透面积;dP/dB为膜两侧气体的压力梯度;B为膜的厚度。

　　温度强烈地影响渗透率，因为它直接影响渗透管的毛细结构和膜两侧的压力梯度。温度与渗透率的关系服从如下方程:

式中:q为绝对温度T时的渗透率;q₀为渗透常数;E为活化能;R为气体常数。

　　上式可改写为

式中a和b为常数。

　　可见对于具有一定渗透面积的渗透管，若温度和管内外压差恒定，其渗透率则为常数，即不同的温度对应不同的渗透率。渗透常数a和6可通过两个不同温度下测定的渗透率由下列两个方程确定:

式中q₁、q₂分别对应温度T1和T2的渗透率.

　　一般来说，温度变化约7℃，渗透率会变化一倍左右。

　　如果渗透率是恒定的，那么就可以用该方法来制备一定浓度的混合气体。

　　2渗透式湿度发生器的原理

　　一定湿度的气体是由干载气中渗人一定水气形成，根据渗透进干载气中的水气方式不同，分成外渗型和内渗型两种型式。外渗型是在恒温的配气室内悬挂一定渗透率的渗透管，水气由渗透管内向外渗透，戒成一定湿度的气体。内渗型是在恒温水槽内置人具有一定渗送率的渗透管，干载气由管内通过，水气由外向渗透内渗透形成一定湿度的气体。

　　渗透式湿度发生器采用外渗型。渗透膜材料一般选用性能稳定的氟塑料管材(聚蘸乙烯或聚四氟乙烯丙烯)。发生器由两个部分组成:一是渗透源，即渗透管本身;二是配气系统。由于制造工艺和材料结构的不均匀性等原因，不可能制造出规格完全相同的渗透管。因此，对于同一温度，不同的渗透管有不同的渗透率，对于每一只渗透管，其渗透率的数值要单独进行标定。标定的方法采用称重法。考虑到管型、水气压性质和合适的渗透量，渗透管通常在100℃下进行标定。其方法是将渗透管置于100℃的恒温槽中(恒温精度视要求的精度而定，一般为(100士0.1)℃，放置的时间(通常为24h)由天平的感量和所要求的准确度确定。按选定的时间间隔周期地称量渗透管的重量变化。根据前后两次的重量差由下式计算渗透率:

式中:t₁一t₂等于前后两次称量的时间间隔;W₁-W₂等于该时间间隔内的重量损失，即渗出的水量。