压缩空气系统中的露点测量

在使用压缩空气的情况下，建议使用压缩空气，准确和连续监测露点温度。露点提供有关压缩空气的绝对湿度含量的信息。过高的湿度含量可能对最终产品的质量产生负面影响，导致制造过程中的问题，甚至导致完整的系统关闭。因此，压缩空气系统的运营商应该在导致严重和成本问题之前解决这个问题。下面解释了露点测量的基础知识，在实践中重要。

使用露点变送器(如E+E Elektronik EE371)对压缩空气系统中的露点进行可靠的测量和连续监测，有助于确保生产过程的顺利进行和产品质量。

露点和道尔顿定律

露点或露点温度（Td）是空气必须冷却到空气中的水以开始冷凝的温度。露点测量涉及空气中包含的绝对量的水蒸气。相反，相对湿度（RH）的测量表示空气到饱和点的近距离。

道尔顿的法律规定了（理想）气体混合物的总压力是单个气体的部分压力的总和。空气的主要成分是氮气（n_2），氧气（o_2），氩气（Ar）和二氧化碳（CO_2）．空气的其他成分可以忽略不计，因为它们的份额可以忽略不计。因此，对于海平面(1013.25 hPa)完全干燥的空气，适用以下条件:

ptotal = pn.₂+ PO.₂+ PAR + PCO₂

空气的另一种常见成分是水蒸气。对于湿空气的总压力，适用以下条件:

ptotal = pn.₂+ PO.₂+ PAR + PCO₂+ e'或ptotal = pa + e'

• e'=水蒸气部分压力
• pa =干燥空气的分压
• p =空气的总压强

空气中水汽分压的最大值称为饱和水汽压，它是由温度决定的。在这一点上，空气不能容纳更多的水蒸气，导致凝结。

温度对露点的影响

由于露点温度与空气中水蒸气的绝对数量有关，不受气温变化的影响。当空气温度接近露点温度时，相对湿度增大，发生凝露的风险随之增大。这些关系，包括测量不确定度的计算，可以很容易地用在线计算器计算，如E+E Elektronik的湿度计算器。

这是压缩空气网络中这种关系的实际示例：

压缩机出口空气温度为50℃（122°F）并且完全饱和。因此，空气的露点温度为Td = 50°C（122°F）和相对湿度rh = 100％。然后将空气干燥到Td = 10℃的露点(50°F)从而冷却到30°C(86°F)．现在的RH = 28.9%，因此没有冷凝的风险。

在二级管道中，将相同的空气冷却至T = 5°C（41°F）天气寒冷。由此，空气温度T下降在Td = 10°C的露点温度下(50°F)，这会导致管道内凝结。

为了防止副管中的冷凝，必须预先干燥空气，因此其露点温度低于最小可能的空气温度，因此Td <5°C(< 41°F)．

压力对露点的影响

如果测量压缩空气的露点温度，则这被称为压力露点。压力的变化，例如压力。通过压缩空气线压缩，对露点具有很大的效果。如果空气被压缩，则露点温度升高。这是一个例子：

在空气的情况下，露点温度Td = 10°C(50°F)和压力p = 1 bar(14.5 psi)，水蒸气部分压力为12.33毫巴（1233 PA）．如果这个空气现在被压缩7倍到7巴(101.5 psi)，则水蒸气分压(见道尔顿定律)也增加七倍，达到86.31毫巴(8631 Pa)．这个水蒸气分压对应于Td = 42.9°C（109.22°F）．在这种情况下，这意味着在T <42.9°C(< 109.22°F)，空气中的水就会凝结。在实践中，这种效果可以通过空压机观察到。如果压缩空气完全饱和，环境温度低于露点，则压缩空气管路中会出现凝结水。

使用露点湿度计测量

露点可以非常精确地测量露点湿度计（露点镜）。这涉及冷却温度控制的镜子，直到表面上产生冷凝。冷凝改变了镜面表面的反射率，该镜面由集成测量光学检测到。相应的镜温是空气或气体的露点温度。现代露点镜可以测量在-100°C TD范围内(-14°F Td)Td - 100°C(212°F Td)精度为±0.1°C Td（±0.18°F TD）．

露点镜是高精度，昂贵的测量装置，主要用于校准实验室中的参考装置。由于其设计，露点镜不适合安装压缩空线。

使用湿度露点变送器进行测量

在实践中，具有湿度测量原理的紧凑型露点发射器用于压缩空管线中的露点测量。这种露点仪表具有电容湿度传感器和温度传感器。从测量的相对湿度和温度，装置通过±2°C TD的精度计算露点温度（±3.6°F TD）跨越对压缩空气应用相关的测量范围，-60°C TD(-76°F Td)到60°C TD(140°F Td)．

这样做的先决条件是高质量的电容传感器和自动校准程序，如E+E ' Elktronik的HMC单片露点传感器。露点变送器的湿度传感器和温度传感器是建立在同一衬底上的。只有通过两个传感器之间的热耦合才能实现可重复的自动校准过程。

在定期自动校准过程中，传感器被加热，使传感器的相对湿度降低到几乎0% RH。这种自动零点调整使测量精度非常低的相对湿度和计算低露点温度。

A E + e Elektronik EE355露点发射器测量压缩空气管线和工业干燥过程中的露点。

为什么需要干燥压缩空气？

由于空气被压缩时温度升高，凝结不是直接在空压机内产生，而是在空压机后，当空气温度降低时，在管路内产生。虽然压缩空气中的水通过冷凝水排水管和过滤器排出，但空压机输出的空气仍然非常接近饱和蒸汽压，其RH接近100%。

重要的是，在压缩空气管道中由潮湿空气引起的问题多年来一直被忽视。与此同时，日益苛刻的制造工艺和产品的发展显著增加了对清洁、干燥的压缩空气的需求。压缩空气干燥器和可靠的测量技术是高质量压缩空气供应不可缺少的。

现代压缩空气干燥机正成为标准，并用于以下原因:

• 在生产业务和过程行业中，许多过程取决于系统的平稳运作，压缩空气中的水分在气动，电磁阀和喷嘴的操作中导致问题和故障。由于润滑被洗掉，空气压缩机电机被锈蚀和移动部件的磨损增加损坏。
• 水分对用压缩空气涂漆的颜色、附着力和涂饰有负面影响。
• 在寒冷的天气，冰冻的湿气可能导致气动控制线路故障。
• 气动元件湿气引起的腐蚀可能导致过程和机械故障、中断或故障。
• 在食品和制药工业中，水分会对无菌制造条件产生强烈的负面影响。

准确的露点监测无价

那些在压缩空气干燥时偷工减料的人可能会面临产品质量差、过程中出现故障、甚至系统停机和生产损失的风险。准确的露点监测导致了高、稳定的压缩空气供应质量和相关的节省。为露点测量量身定制解决方案是值得投资的。

关于作者

Martin Raab是一位e + e elektronik ges.m.b.h.的产品经理

关于E + e Elektronik

E+E Elektronik开发和制造用于湿度，露点，CO油湿度的传感器和变送器₂、空气流速、质量流量、温度和压力。手持式仪表、湿度校准系统和校准服务完善了奥地利传感器专家的全面产品组合，总部位于奥地利的Engerwitzdorf。欲了解更多信息，请访问https://www.epluse.com/en/。

所有照片均由E+E Elektronik提供。

阅读类似物压缩空气仪表技术的文章,请访问//www.ghtac.com/technology/instrumentation．