精密露点仪检定规程

精密露点仪检定规程

1 范围

本规程适用于热电制冷(镜面或声表面波器件)自动检测露层的平衡式精密露点仪的**检定、后续检定和使用中检验。

2 概述

在等压的条件下使气体中水蒸气冷却至凝聚相出现，通过控制露层传感器露层的温度，使气体中的水蒸气与水（或冰）的平展表面呈热力学相平衡状态，准确测量此时露层的温度，即为该气体的露点温度。测量气体中的水蒸气露点温度的仪器叫做露点仪。

露点仪因所使用的冷却方法和检测控制方法不同，可以分为多种类型。本规程适用于热电制冷自动检测露层的平衡式精密露点仪（以下简称露点仪），是利用热电制冷器（Peltier元件）冷却露层传感器（镜面及发光管、接收管或声表面波器件），使样气中的水蒸气在露层传感器上冷凝；经接收器采集的信号通过自动控制电路使露层传感器上的露（或霜）与气体中的水蒸气呈相平衡状态；用铂电阻温度计准确测量露层传感器的温度（即露或霜层的温度），从而获得气体的露点温度。见图1。

如图1所示，气体通过露点测量室时掠过露层传感器。当露层传感器温度高于该气体的露点温度时，露层传感器呈干燥状态，此时，通过露层传感器的发射信号和接收信号，经控制回路比较、放大，驱动热电制冷器（由**或数级Peltier元件组成），对露层传感器制冷；当露层传感器温度降至样气的露点温度以下时，露层传感器上开始结露（或霜），这时接收器采集的信号产生变化，此变化经控制回路比较、放大后调节热电制冷器激励，使其制冷功率减小，*后，露层传感器温度保持在样气的露点温度上。

精密露点仪检定规程

精密露点仪检定规程

图1 露点仪测量原理示意图

此时，通过露层传感器冷凝状态检测或观测装置，可以判断露层传感器上的冷凝物是液态的露（呈圆或椭圆形）还是固态的霜（呈晶形）。由一紧贴在露层传感器下方的铂电阻温度传感器检测露点温度。

属于这类精密的露点仪，主要由三大部分组成：

——高重复性的露层传感器伺服机构；

——准确地测量露层传感器温度的温度测量系统；

——判断0℃以下露点时，露层传感器上生成的是霜（冰）还是露（过冷却水）的装置。

3 计量性能要求

3.1准确度等级

精密露点仪按其*大允许误差分为**和二级。

3.2示值误差

精密露点仪的示值误差为仪器测量的平均值Td 与计量检定值Td’之差，精密露点仪在露点温度-70℃～+40℃之间的*大允许误差应符合表1中的技术要求。

表1 准确度等级、*大允许误差的技术要求

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精密露点仪检定规程

通用技术要求

4.1外观检查

外壳无明显锈蚀、碰损之痕迹，铭牌清晰，技术文件齐全、附件完整，各电缆和接头的接触良好。国产的应有CMC标志。各功能键操作正常，显示器显示完整、清晰。

4.2 露点室及传感器检查

4.2.1露点室内无微粒、油雾等污染物污染、镜面无划痕，所有传感器件无松动。

4.2.2 采样气路清洁、气密性良好。

4.2.3 热电制冷器制冷工作正常。

5 计量器具控制

计量器具控制包括：**检定、后续检定和使用中检验。

5.1 检定条件

5.1.1 环境温度

露点测量室和采样系统的温度应高于待测气体的露/霜点温度；当测量的露/霜点温度高于环境温度时，所有测量管路应加热，使其至少高于露/霜点温度3℃。用自来水或循环冷却液来冷却热电制冷器的散热器热端时，冷却液的温度和流量应相对恒定。使用风冷时，环境温度应相对恒定。

主机工作的环境温度应在5℃～35℃之间，有特殊要求者，按其要求确定是否在恒温条件下检定。

5.1.2 测量室压力

当露点测量室出气端向大气放空时，露点测量室内的压力等于大气压。

当露点测量室内样气压力的波动超过200Pa/h 时，不能进行检定。

当露点测量室内样气压力与标准大气压（101325Pa）的偏离虽超过±200Pa，但相对稳定（波动小于200Pa/h ） 时，可用计算的方法对检定结果加以修正（已配备了自动压力修正系统的仪器除外）。

5.1.3环境湿度

主机应在10%RH～85%RH之间使用。

5.1.4 电源

按仪器的要求供电,当电源电压超过额定值的±10%时,应采取稳压措施。

5.1.5 检定用设备

5.1.5.1 标准器具

使用标准动态湿度发生装置作为检定用标准器具时，作为检定用标准器具其露点测量不确定度和被检露点仪的*大允许误差之比应小于1/3。

5.1.5.2 无5.1.5.1条所述要求的装置时,由动态湿度发生器提供稳定湿气流,使用高准确度的湿度计作为检定用标准器具。

5.1.5.3 气路系统的管材

可以使用不锈钢管、紫铜管或壁厚不小于1mm的聚四氟乙烯管、聚丙烯管作为采样管。检定露点温度在-60℃以下时，应采用不锈钢管，检定露点温度在-20℃～+40℃时，可以使用氟橡胶管。不允许使用乳胶管、普通橡胶管和薄壁塑料管。

5.1.5.4 管路的连接方式

可以使用锥型垫密封或硅（氟）橡胶“0”型圈密封的活接头。如管道有焊接处，应认真清洗。

用软质材料的管子套接时，应内衬一段硬质材料的管子，并在外面用钢丝缠紧。

5.1.5.5 放空管

被检仪器的露点测量室出口放空时,需接一根不短于2m的放空管。

5.1.5.6 流量计

用转子流量计测量样气的流量。调节气路的流量，确保样气的流量符合露点仪的使用要求。

5.1.5.7 压力计

用压力计测量大气压，确定测量室的压力符合露点仪的使用要求。

5.2 检定项目

表2 检定项目表

用“+”表示需检定的项目。

5.2.1 外观检查

5.2.1.1 检查仪器是否受过强烈震动、碰撞、腐蚀等损害；检查电缆及接头的接触处是否清洁、有无松动现象，并用万用表检查其接触是否良好；清点仪器附件及技术文件是否齐全。

5.2.1.2 打开露点测量室、检查镜面、发光管，接收管或声表面波器件，如发现有明显的镜面损伤，应予以更换。清洗镜面及发光管，接收管或声表面波器件，清洗时使用棉签沾清洗剂（一般由仪器自配，无自配清洗剂时，可使用无水乙醇）轻轻擦洗，并及时用干棉签将残留的清洗剂吸干。注意不要在镜面上和光学器件上留下棉花纤维。

5.2.1.3用棉签沾无水乙醇清洗接头各部件,接好气路后用憋压的方法检查气路的气密性。

5.2.1.4 接通电源，揿动各按钮，检查其运行是否正常。

5.2.2 示值误差检定

按5.3 检定方法对被检露点仪的示值误差进行检定

5.3 检定方法

5.3.1 使用标准动态湿度发生器作为检定标准时,其扩展不确定度与被检露点仪的*大允许误差之比值应小于1/3。检定方法为图2：

图2 标准动态湿度发生器作为检定标准的检定方法

5.3.2 使用高准确度湿度计作为检定标准时,其扩展不确定度与被检露点仪的*大允许误差之比值应小于1/3。检定方法为图3：

图3 高准确度湿度计作为检定标准的检定方法

5.3.3 检定顺序

通常的检定顺序为(露点/霜点温度)：-70℃、-60℃、-50℃、-40℃、-30℃、-20℃、-10℃、+1℃、+10℃、+20℃、+30℃、+40℃。

露点温度在-70℃～+40℃范围以外的检定可以根据检定条件自定顺序。

使用重量法湿度计检定时，检定顺序为（露点/霜点温度）：

-20℃、+1℃、+20℃、+1℃

5.3.4记录方法

5.3.4.1 记录时，湿度发生器和露点仪显示值应相对稳定，其波动值（*高示值与*低示值之差的二分之一）应小于其*大允许误差。

5.3.4.2 采用定时记录的方法，待仪器示值稳定30分钟后，每隔2分钟至3分钟记录一组数据，累计记录6组数据。同时记录大气压的数值。

5.3.5 示值误差计算

5.3.5.1 对每一计量检定值，按要求记录被检仪器的露点显示值（T_i），算出示值平均值（Td），和示值平均值的标准偏差（u₁）:

T_d =∑T_i/n (1)

u₁=[∑(T_i-T_d)² /n(n-1)]^1/2 (2)

由格拉布斯法则剔除异常值后，需重新做上述计算，所剩数据的个数（n）为该平均值的权数（P）。

5.3.5.2 露点仪的示值平均值Td 与计量检定值Td’之差称为该露点仪的示值误差(△Td)。露点仪的示值误差应符合表1中的技术要求。

5.4 检定结果处理

按本规程要求，检定合格的填发检定证书，检定不合格的填发检定结果通知书，并指出不合格项目。

准确度达到**或二级的露点仪，应在检定证书正面注明“准予该仪器作为**或二级湿度传递标准”。

5.5 检定周期

露点仪的检定周期一般不超过一年。

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