一种在高原条件下镜面露点法检测气体中微水含量的方法

摘要

本发明公开了一种在高原条件下镜面露点法检测气体中微水含量的方法，包括以下步骤，(1)测试设备温度T

说明书

技术领域

本发明属于露点测试校正技术领域，尤其涉及一种在高原条件下镜面露点法检测气体中微水含量的方法。

背景技术

露点仪是一种重要的湿度测量装备，大量应用在电力系统SF₆露点检测，空气净化及洁净室，压缩空气干燥，汽轮机防冰，干燥工业，食品加工，塑料基片干燥，氨气生产及纯度维护等方面，目前在高海拔地区大量应用，但是高海拔地区露点仪的测试结果和低海拔地区有很大的偏差。露点仪测试水含量的方法是，20℃，1个大气压的情况下，用露点值对应的水的蒸气压除以对应的大气压力，得到水含量。但是到了高原环境下，大气压降低了，露点值下降，水的分压也降低了，但是按照旧的计算方法，依然是除以1个大气压，那么测试结果就会发生极大的偏差，大气压如果降到0.65，偏差可以高达40％。但是目前尚未有文献报道如何在高原条件下镜面露点法检测气体中微水含量的真实值的方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种在高原条件下镜面露点法检测气体中微水含量的方法。本发明提供的校正计算方法主要解决遇到高原环境带来的压力变化和环境带来的温度变化，校正镜面露点法测试微水含量时的测试偏差。本发明对高原环境下温度和压力进行同时校正，取得了更加精确的结果。

本发明的技术方案如下：一种在高原条件下镜面露点法检测气体中微水含量的方法，包括以下步骤：

步骤(1)在高原条件下测试设备温度T₁，测试现场环境的大气压力P₁；

步骤(2)启动露点仪，通入氮气干燥系统；

步骤(3)测试样品气体，得到露点温度T₂；查询冰的饱和蒸汽压表，获得露点T₂对应的水蒸气压力P₂；

步骤(4)通过校正公式将高原条件下的水蒸气压和样品气体的压力校正回20℃，1个大气压的条件下，即标准状态下样品气体中的微水含量X₁；

所述校正公式如下：

式中：X₁为最终校正后标准状态的SF6中的微水含量；P₂为露点对应的水蒸气压力；R为理想气体常数；T₁为设备温度；P₁为现场大气压力；T₃为标准状态的温度，一般取293.15K。

进一步地，步骤(1)中所述设备温度T₁为设备表面温度。

进一步地，步骤(2)中露点测试3次以上，直至露点温度T₂稳定，计算取值时，以最后一个测量值为准。

进一步地，所述样品气体为SF6气体。

本发明的特点如下：由于高原条件温度和压力都偏离了行业标准标注的20℃、1个大气压的条件，根据公式X₁＝P_{水蒸气压/}P_混合气体但是露点仪测试结果仍然是水的蒸气压除以1个大气压，由于分母数值变化，分子没有变，因此产生很大的偏差需要校正。根据行业标准的要求，本发明就是采用本发明提供的校正公式将水蒸气压和大气压力同时校正到20℃，1个大气压的条件下相除得到校正后的标准水含量。

所述校正公式的推导过程大致如下：

设SF6气体为SF6和水的混合物，根据大量实验数据的拟合，

混合气体的状态方程如下所示：

V₁为混合气体的比容，因为是等比容变化所以比容不变。P₃是SF6气体经过温度和压力校正后标准状况(20℃)下的压力值。

对于SF6气体在现场的大气压和温度下的状态方程

对于SF6气体在1个大气压和20℃下的状态方程

将上下式子连起来，变形求的SF6气体经过温度和压力校正后标准状况(20℃)下的压力值(P₃)。

最后使用水蒸气压力除以SF6气体校正后的压力得到最终的含水量。

采用该校正公式能够得到样品气体中微水含量更为准确的测试结果。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明根据测试设备的温度和测试地点的大气压力，使用给出的校正公式校正露点仪的测试结果，使测试结果更加准确，测试过程简单，便于推广使用。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明，但本发明并不局限于以下技术方案。

实施例1

步骤(1)在昆明高原环境下测试设备温度T₁(303.15K)，测试现场的大气压力P₁(0.08MPa)；

步骤(2)启动露点仪，通氮气干燥系统；

步骤(3)测试六氟化硫(SF6)气体样品，得到露点T₂(-20.2℃)，测量至少3次，至数值基本稳定为止；查询冰的饱和蒸汽压表，查得露点T₂(-20.2℃)对应的水蒸气压力P₂(101.296Pa)。

步骤(4)使用校正公式将水蒸气压和六氟化硫的压力校正回20℃，1个大气压的条件下，并计算SF6中微水含量X₁，

校正公式如下，校正公式计算结果，以ppm为单位：

带入P₂P₁T₁T₃R计算得到结果，计算水含量应该为：1267.23ppm。此样品标准含水量是1260ppm，本发明的计算值与标准含水量的偏差在范围内。但此时设备显示的水含量还在1000ppm，仪器的测量值远远小于标准值，本发明提供的测试方法结果更准确。