词汇表 | 气体湿度测量 | 维基

绝对湿度

绝对湿度也称为水蒸气密度,描述了特定体积空气中水蒸气的质量 (g/m³)。

沼气/发酵气

各种生物质在发酵过程中都会产生发酵气或沼气,沼气是一种非常潮湿的混合气体,由CH4、CO2、N2、O2、H2S、H2和NH3组成,因此由可燃组分和不可燃组分组成。 该气体可用于产生电能、驱动车辆或供入气体供应网络。 为了保持天然气质量,必须进行能源密集型气体处理,以尽可能去除灰尘、水蒸气和各种微量成分。

测量和分析氯气,[Cl2]

简要描述;简介:

黄绿色有毒气体,有刺激性和独特的气味。 CAS 号:7782-50-5


安全须知:

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来自法规 (EC) No. 1272/2008 (CLP) 的 GHS 有害物质标签:


氯气适用产品:

气体测量技术

痕量水分测量


对于氯气,我们有多种解决方案来测量与您的工艺相关的各种参数。 只需与我们交谈和/或使用我们的联系表。 我们将一起为您找到最佳解决方案。


测量和分析氯化氢,[HCl]

其他名称:无水盐酸、氯化氢、盐酸气体、氯化氢、氯烷,CAS No.:7647-01-0

简要描述;简介:

无色、有刺激性的有毒气体。


安全须知:

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来自法规 (EC) No. 1272/2008 (CLP) 的 GHS 有害物质标签:


氯化氢配套产品:

气体测量技术

痕量水分测量

对于氯化氢,我们有多种解决方案来测量与您的工艺相关的各种参数。 只需与我们交谈和/或使用我们的联系表。 我们将一起为您找到最佳解决方案。


库仑湿度传感器

这是一种绝对测量方法,因为五氧化二磷 (P2O5) 100% 选择性地与水反应。没有交叉敏感性。除了从干到湿的极快响应时间外,AQUATRACE® 传感器的主要优点是它们的坚固性以及能够轻松耐受气体中的腐蚀性成分(Cl2、HCl、F2、HF)的能力。此外,在发生高湿度事件时,它们的测量值不会漂移。传感器可以很容易地再生。 AQUATRACE® 传感器的检测下限为 0.001 ppmV 或 1 ppbV。五氧化二磷 (P2O5) 具有高亲和力,可吸收水转化为四偏磷酸。它是一种极易吸湿的盐。这使其成为构建湿度敏感传感器的理想选择。该过程可以追溯到 1956 年开发的 KEIDEL 测量单元。与 KEIDEL 测量单元相比,我们的 AQUATRACE® 传感器的敏感层位于外部。将超过 2V 的分解电压施加到两个 Pt 电极上,电解偏磷酸。在这个过程中,氢气和氧气被释放出来,五氧化二磷再次可用于吸收水分子。因此,P2O5 充当了一种电解水分子的催化剂。产生的氢气和氧气通过气流从系统中去除。根据法拉第定律,测得的分解电流 IM 是湿度的直接量度。体积流量必须保持恒定才能进行精确测量。


该方法不适用于 NH3(氨)中的水分测定。

P2O5.jpg

测量氰化氢 - 氢氰酸 [HCN]

其他名称:甲腈、氢氰酸、甲腈、氰化氢、硼酸、齐克隆 B、CAS 号:74-90-8

简要描述;简介:

无色至微黄色、易挥发、易燃的水溶性液体。


安全须知:

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来自法规 (EC) No. 1272/2008 (CLP) 的 GHS 有害物质标签:


适用于检测挥发性痕量氢氰酸的产品:

气体测量技术

对于氰化氢,我们有用于痕量检测的特殊便携式或固定式气体检测仪。 只需与我们交谈和/或使用我们的联系表。 我们将一起为您找到最佳解决方案。


泄漏测试 - 氦泄漏测试

在所谓的氦气泄漏测试中,要检查的部分充满了轻惰性气体氦气。 在测试对象周围产生真空。 氦检测器检测氦的最低浓度,z。 例如,可以通过测试部件上最小的 µ 裂纹逃逸。

压力露点

另见露点温度。 压力露点是温度,是指在高于或低于正常压力的某个压力下的加压气体(例如压缩空气)。

焓是热力学系统的内能与压力和体积的乘积之和。它是一种状态函数,用于在大环境大气提供的恒定压力下在化学、生物和物理系统中进行许多测量。压力-体积项表示设置系统物理尺寸所需的功,即通过改变其周围环境为其腾出空间。压力-体积项在通常条件下对于固体和液体非常小,对于气体尤其小。因此,焓是化学系统中能量的替代品。化学中的结合能、晶格能、溶剂化能和其他“能量”实际上是焓差。作为状态函数,焓仅取决于内部能量、压力和体积的最终配置,而不取决于到达它所采取的路径。


系统的总焓不能直接测量,因为内部能量包含未知、不易获得或热力学不感兴趣的成分。在实践中,焓变是恒压下测量的首选术语,因为它简化了能量传递的描述。即使阻止了物质进出系统的转移,恒压下的焓变也对应于通过热量与环境交换的能量。


理想气体的焓与它的压力或体积无关,只取决于它的温度,它与它的热能相关。常见温度和压力下的气体通常非常接近这种行为,从而简化了实际的热力学设计和分析。


天然气

天然气是一种天然存在的可燃气体混合物,主要由甲烷组成。 未经处理的气体通常必须经过处理,以提取有毒、腐蚀性或不易燃的成分。 此外,天然气必须除湿。 在通俗语言中,天然气一词是指即用型介质。

形成气体

通过在 N2 中形成 H2 等气体来产生反应。 生成气体对金属氧化物具有还原作用,从而防止氧化。 在工业中,它们用作金属热处理(焊接、锡焊、轧制等)中的保护气体。

手套箱

手套箱用于在保护气体下工作。在保护材料免受环境影响或保护环境免受某些物质的有害影响时,手套箱用于生产和研究。使用手套箱的典型案例是处理或加工对氧化敏感的物质或产品。这通常通过创建氩气或氮气气氛来完成。为确保该气氛满足纯度要求,有必要持续监测箱内保护气体状态中剩余的水分和氧气杂质。数据可以通过可用的接口(RS232、TTL、4-20mA、0-10V)输出并集成到手套箱的控制中。通过这种方式,客户可以了解执行测试或生产周期的条件。这些接口可根据客户要求进行配置。我们的变送器还可用作旧的、过时的传感器的替代品,并可集成到现有的控制系统中。您可以自己重新生成所有 AQUATRACE® 传感器。这意味着在使用我们的传感器时几乎没有后续成本。我们可以使所有法兰变体成为可能。标准为KF25和KF40。

工业4.0

工业 4.0 一词在 2011 年的汉诺威博览会上首次使用。 来自工商界以及数字协会 BITKOM 和联邦部的代表创立了“平台工业 4.0”。 该术语的定义如下:“……指工业机器和过程在信息和通信技术的帮助下的智能联网。

惰性气体

应使用惰性气体(如氩气或氮气)来防止反应。 这些气体通常用于工业厂房的防爆。 惰性气体的其他示例:二氧化碳、氦气、氖气、氙气、氪气、氡气

物联网 | 物联网

由于自动化程度的提高、质量要求的提高和持续的全球化,越来越多的过程参数必须由传感器记录。变送器将测量变量传输到更高级别的机构。长期以来,它不再只是集中汇总和分发测量数据的问题。正在促进直接和智能的机器对机器 (M2M) 通信。术语“物联网”或简称 IoT 是电子和机械组件连接到 Internet 和 Intranet 的通用术语。现代变送器应该使执行器能够直接与传感器通信。电子元件(例如 Arduinos)的不断小型化和性能改进使每个发射器都有可能拥有自己的网站。此外,命令、查询等可以通过以太网通过 HTTP/HTTPS 轻松进行。此外,还可以通过扫描设备上的二维码来查询设备状态。例如,通过平板电脑或移动电话在两者之间建立受保护的 WLAN 连接来配置发射器。通过结合“人工智能”,发射器可以在需要维护或简单磨损时让自己知道。这也可能是针对当前工业中使用的无数总线系统变体制定统一标准的途径。


通过将测量数据存储在云或数据库中,算法和各种参数的关系为质量控制和预测创造了全新的可能性。


以这种方式也可以简化故障情况下的故障排除。以前,服务技术人员在发生故障时必须前往现场,但“增强现实”可以在 3D 眼镜和智能传感器和云数据的帮助下进行故障排除。分析大大简化。这种发展是由公司希望降低成本同时改善服务的愿望所推动的。


马格努斯公式

水分测量的一种方法是确定达到水蒸气饱和蒸气压的温度,例如在冰上。 马格努斯公式是由一位名叫海因里希·古斯塔夫·马格努斯的德国物理学家和化学家推导出来的,它描述了物质的液态、固态和气态处于平衡状态的物理点。


Ei(t) = E0 * exp ((22.46 * t) / (272.62°C + t))


Ei(t) … 作为温度函数的饱和蒸汽压


t … 是露点 DP in°C -65°C = t = 0.01°C


E0 … 6.112 hPa


测量和分析甲烷 [CH4]

其他名称:甲基氢、卡班、R-50、CAS #:7446-09-5

简要描述;简介:

无色无味的可燃气体。


安全须知:

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来自法规 (EC) No. 1272/2008 (CLP) 的 GHS 有害物质标签:


甲烷配套产品:

气体测量技术

痕量水分测量

对于甲烷,我们有多种解决方案来测量与您的工艺相关的各种参数。 只需与我们交谈和/或使用我们的联系表。 我们将一起为您找到最佳解决方案。


金属氧化物露点传感器

Al2O3(氧化铝)在这里最常用。由于它与水的相互作用,氧化物被认为是敏感层,用于湿度传感器。水积聚在金属氧化物的表面上。传感器分为两层。基础电极由铝制成,在其上施加了多孔氧化物层。比较传感器的最佳方法是使用电容器。将水蒸气可渗透的金薄层施加到对电极上。敏感层必须尽可能大,以便能够表现出高灵敏度。水蒸气通过金层进入敏感层的孔隙并积聚。化学吸附分离表面上的水分子以形成羟基。更多的水分子现在可以通过范德华力与羟基结合。结合的水分子现在与周围的湿度平衡,并影响容量,从而影响“电容器”的电导率。然后通过比较简单的阻抗测量获得测量值。与绝对湿度有很好的相关性。敏感层的老化效应需要定期校准,最终客户无法执行。该方法也不适合腐蚀性气体。

饱和蒸气压

物质的与温度相关的饱和蒸汽压是气体聚集态与液态或固态聚集态平衡时的压力。


人们早就知道,水的饱和蒸汽压随温度急剧增加。然而,人们错误地认为它在 0°C 时会完全消失。 1801 年,J. Dalton 证明了先前已知的数据在非常低和非常高的温度下都是严重错误的。在 0°C 时,他确定饱和蒸汽压约为 6.8 hPa(今天的值:6.11 hPa)。他还表明,以相等的温度步长记录的测量值类似于几何序列,其中两个连续值的商不完全恒定,而是缓慢减小。


在随后的几年中,人们多次尝试更精确地确定饱和蒸气压并使用分子式对其进行描述。古斯塔夫·马格努斯 (Gustav Magnus) 于 1844 年出版的一部作品取得了更大的进展。在一个详细描述且易于执行的实验中,他收到了许多测量值,从中他假设了所谓的 MAGNUS 近似公式。


对于技术和科学中的大多数应用,这个公式今天仍在使用,或者使用所谓的扩展 MAGNUS 公式。


测量和分析氧气 [O2]

简要描述;简介:

无色无味的氧化性气体。 CAS 号:7782-44-7


安全须知:

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来自法规 (EC) No. 1272/2008 (CLP) 的 GHS 有害物质标签:


适用于氧气的产品:

氧气测量


气体测量技术

痕量水分测量

4参数氧气分析仪(可配置不同的变体)


对于分子氧,我们有多种解决方案来测量与您的工艺相关的各种参数。 只需与我们交谈和/或使用我们的联系表。 我们将一起为您找到最佳解决方案。


测量氮氧化物 [NO, NO2, NOx]

简要描述;简介:

NOx 它们与水一起作为酸化剂起作用。 仅出于这个原因,它们就具有刺激性和毒性作用(一氧化二氮除外)。 氮氧化物因此获得了环境相关性。


分子式指定
N4O亚硝基叠氮化物
N2O一氧化二氮(笑气)
N4O2叠氮基
NO一氧化氮
N2O3笑气
N4O6三硝胺
NO2二氧化氮
N2O4笑气
N2O5笑气

适用于氮氧化物检测的产品:

气体测量技术

对于氮氧化物,我们有用于痕量和百分比检测的特殊便携式或固定式气体警告装置。 只需与我们交谈和/或使用我们的联系表。 我们将一起为您找到最佳解决方案。


测量和分析分子氢 [H2]

简要描述;简介:

无色、无味、易燃气体。


安全须知:

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来自法规 (EC) No. 1272/2008 (CLP) 的 GHS 有害物质标签:


适用于氢气的产品:

气体测量技术

痕量水分测量

对于分子氢,我们有多种解决方案来测量与您的工艺相关的各种参数。 只需与我们交谈和/或使用我们的联系表。 我们将一起为您找到最佳解决方案。


测量和分析二氧化硫 [SO2]

其他名称:氧化硫 (IV)、亚硫酸酐、E 220、CAS 编号:7446-09-5

简要描述;简介:

有刺激性、无色和有毒气体。


安全须知:

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来自法规 (EC) No. 1272/2008 (CLP) 的 GHS 有害物质标签:


二氧化硫适用产品:

气体测量技术

痕量水分测量

对于二氧化硫,我们有多种解决方案来测量与您的工艺相关的各种参数。 只需与我们交谈和/或使用我们的联系表。 我们将一起为您找到最佳解决方案。


测量和分析硫化氢 [H2S]

其他名称:硫化氢、硫化二氢、硫磺、CAS 号:7783-06-4

简要描述;简介:

剧毒无色气体。 臭鸡蛋的味道。


安全须知:

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来自法规 (EC) No. 1272/2008 (CLP) 的 GHS 有害物质标签:


适用于硫化氢的产品:

气体测量技术

痕量水分测量

对于硫化氢,我们有多种解决方案来测量与您的工艺相关的各种参数。 只需与我们交谈和/或使用我们的联系表。 我们将一起为您找到最佳解决方案。


P2O5 / 五氧化二磷

五氧化二磷是一种分子式为P4O10的化合物,其通用名称来源于分子式P2O5。 这种白色结晶固体是磷酸的酸酐。 它是一种强大的干燥和脱水剂。


五氧化二磷以至少四种变体结晶。 最著名的涉及 P4O10 分子。 弱范德华力将这些分子保持在六边形晶格中。 P4O10 笼的结构让人想起具有 Td 对称点群的金刚烷。 它与相应的磷酸酐P4O6密切相关。 后者缺乏末端氧代基团。 其密度为 2.30 g/cm³。 在大气压下沸点为 423 °C; 如果加热得更快,它可以升华。 这种形式可以通过快速冷凝五氧化二磷蒸气来产生。 结果是极易吸湿的固体。


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图:五氧化二磷的结构式


十亿分之一 (ppbV)

体积混合比 10-9 = 十亿分之一 = 1 ppbV(十亿分之一)


例如,N2 中的 1000 ppbV H2O = 每升氮气 1 µl H2O。


百万分之几 (ppmV)

体积混合比 10-6 = 百万分之一 = 1 ppmV(百万分之一)


例如,N2 中的 1 ppmV H2O = 每升氮气中 1 µl H2O。


万亿分之一 (pptV)

体积混合比 10-12 = 万亿分之一 = 1 pptV(万亿分之一)


例如,1000 pptV H2O 在 N2 中 = 0.001µl H2O 每升氮气。


分压降

分压是气体混合物中特定气体的分压。 具有不同压力梯度的系统中的气体成分总是力求均衡。 道尔顿定律,由约翰道尔顿于 1805 年制定,指出理想气体中所有分压的总和等于气体混合物的总压力。


水蒸气也表现得像理想气体,所以道尔顿定律是:


pges = pN2 + pO2 + pAr + ...+ eH2O = ptL + eH2O,


其中 eH2O ... 水蒸气分压和 ptL ... 干燥空气分压


测量和分析五氟乙烷,[C2HF5]

其他名称:R-125,CAS 编号:354-33-6

简要描述;简介:

无色气体,带有淡淡的空灵气味。 非易燃。 用作制冷剂和灭火剂。


安全须知:

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来自法规 (EC) No. 1272/2008 (CLP) 的 GHS 有害物质标签:


五氟乙烷的配套产品:

气体测量技术

痕量水分测量

对于五氟乙烷,我们有多种解决方案来测量与您的工艺相关的各种参数。 只需与我们交谈和/或使用我们的联系表。 我们将一起为您找到最佳解决方案。


测量和分析光气,[COCl2]

其他名称:碳酰氯、二氯化碳、氧氯化碳、CAS No.:COCl2

简要描述;简介:

光气是一种无色气体。 高度稀释,有甜味,浓缩后有令人不快的腐烂甜味。


安全须知:

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来自法规 (EC) No. 1272/2008 (CLP) 的 GHS 有害物质标签:


光气适用产品:

气体测量技术

痕量水分测量

对于光气,我们有用于 ppm 和 % 范围的便携式和固定式气体测量设备。 只需与我们交谈和/或使用我们的联系表。 我们将一起为您找到最佳解决方案。


相对湿度

我们正常环境空气的含水量通常指定为相对湿度。 相对,因为它描述了在给定温度下干净平坦的水面上水的瞬时蒸汽压与水的饱和蒸汽压之间的百分比关系。 它表示空气中水蒸气的饱和程度。

酸性气体

酸性气体通常是与水结合形成酸的气体。 这些气体通常具有高腐蚀性、腐蚀性和毒性至剧毒。 这种气体可以是天然来源的,但也可以在化学过程中作为所需和不希望的反应气体产生。 使用我们的 AQUATRACE® 设备系列,我们可以确定几乎所有气体(NH3 除外)中的残留水分。

石英晶体传感器 - QCM

在这里,石英晶体涂有对水分敏感的聚合物。 水分积聚在这一层。 石英的共振频率由于质量的改变而改变。 这些小的变化可以通过很大的努力来注册。 这甚至可以达到 ppb 范围。 为了实现这一点,必须非常精确地控制温度,因为基频受到温度的显着影响。 当然,对可能沉积在聚合物层上的所有污垢都有显着的交叉敏感性。 因此,必须假设介质的纯度很高。

微量水分

少量水分 (<1%) 被称为微量水分、残留水分或微量水分,以 ppmV(百万分之一)、ppbV(十亿分之一)或 pptV(万亿分之一)给出。




图:微量水分分析仪 AQUATRACE® IV 便携式设备


露点温度

例如,对于空气,露点或露点温度描述了在一定的相对湿度和恒定的压力下必须低于该温度点,气体中所含的水才能冷凝。 此时相对湿度为 100%,即空气被水蒸气饱和。 温暖的空气可以容纳更多的水蒸气,因此露点更高。 在冷空气中则相反。 我们在温暖的夏季月份注意到这一点,在寒冷的冬季月份反之亦然。

冷镜湿度计

测量方法基于镜子,它以受控方式缓慢冷却,直到可以检测到冷凝水。流动气体露点处的水蒸气分压由蒸气压力曲线上的值给出。测量过程非常复杂且耗时。仔细测量假定已达到平衡条件。这只能通过在温度范围内接近露点并重复几次来实现。通过适当的努力,可以实现 +/-0.1°C 的精度。与此处介绍的所有其他测量方法相比,一个主要优点是与热力学数据有直接联系,并且这种测量方法可以用作参考测量方法。该方法的缺点显然是所需的时间,以及测量设备的大小和购买价格。我们使用冷镜作为 AQUATRACE® P2O5 传感器的测试工具。



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图:露点镜式湿度计 AMS CMH-RPC


红外光度法

宽带辐射源用于 NDIR 光度测量。特定光谱范围从辐射源的宽带光谱中吸收。测量比色皿后面的测量检测器包含至少两个独立的通道。在最简单的配置中,测量通道仅在检测器前面放置一个干涉滤光片,从而测量特定的辐射吸收。参考检测器中没有吸收。这在检测器前面只有一个干涉滤光片,传输范围约为 4 µm。然后可以根据这两个信号计算测量单元中的气体浓度。还可以选择在测量比色皿后面放置多个测量通道,例如同时记录 3 个组分。


 

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图片来源:witec-sensorik.de


我们可以使用 NDIR 检测以下气体:

  • 一氧化碳

  • 二氧化碳 CO2

  • 甲烷 CH4

  • 乙烷 C2H6

  • 丙烷 C3H8

  • 丁烷 C4H10

  • 六氟化硫 SF6

  • 一氧化二氮 N2O


红外光度法

是基于 200nm 到 400nm 光谱中的辐射吸收。 对于一些重要的技术气体,该范围具有明显的吸收带。 使用这种测量方法,测量不受水蒸气和二氧化碳的干扰。 此外,存在高吸收行为。 这意味着即使在低 ppm 范围内的非常低的气体浓度也可以可靠地检测到。我们使用的 Wi.Tec 光度计更喜欢紫外发光二极管,其发射波长在光谱上对应于相应的吸收带。 这意味着不需要额外的光谱仪或过滤器元件。 因此,这种类型的 UV 光度测定也称为非色散 UV 方法,或简称 NDUV。

 

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图片来源:witec-sensorik.de


可以测量以下气体:

  • 硫化氢 H2S

  • 二硫化碳 CS2

  • 二氧化硫 SO2

  • 二氧化氮 NO2

  • 氯气 Cl2

  • 臭氧 O3

  • 二氧化氯 ClO2


TDLS/TDLAS - 可调谐二极管激光器

对于我们的 CombiSens 分析仪系列,我们使用例如用于气体测量的 Axetris TDLS 工作台。 0.05 nm 窄带二极管激光器扫描目标气体的吸收带并进行高分辨率近红外吸收测量。电子评估允许将气体吸收信息与电光系统信息分开,从而产生一种无需物理参考通道并提供连续传感器状态监测的检测方法。因此,Axetris 的 LGD 代表了其他检测解决方案的明显替代方案,将精确的非接触式光学测量与高目标气体选择性、免校准操作、低拥有成本和易于 OEM 集成相结合。


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图片来源:axetris.com



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图片来源:axetris.com


技术亮点

  • 光学、非接触、精确的激光测量

  • 高目标气体选择性

  • 同时测量多达两种气体

  • 快速反应时间

  • 独立,易于集成

  • 持续监控传感器状态

  • 运行成本低

  • 高达 220 °C 的热气测量选项

  • 便携式测量的紧凑型解决方案

应用

  • 过程控制:发电和发动机开发中的 SCR、钢铁的碳氮共渗、农业

  • 环境:连续排放监测 (CEM)、沼气、无组织排放、天然气、泄漏检测

  • 医疗:呼吸气体分析 - 医疗诊断中的气体检测

  • 研究:气候控制、环境研究


包装气体

包装气体用于食品生产,以防止包装食品腐败。 这里主要使用氧气、氮气和二氧化碳。

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