Systech Illinois 使用的电解水分传感器采用众所周知的五氧化二磷原理来准确测定惰性气流中的痕量水分。

工作原理

该方法称为库仑湿度法。 它是一级标准，不需要校准。 根据法拉第电解定律，电解水产生的电流与其浓度直接相关。

五氧化二磷 (P ₂ O ₅ ) 湿度传感器由围绕约 8 厘米长的石英管形成的双铂绕组组成。 裸铂电极涂有 P ₂ O ₅薄膜。 在绕组两端施加恒定的直流电压，并监测产生的电流。 当气体流过电池时，气流中的水分被吸湿性极强的 P ₂ O ₅涂层所吸引。 水分通过薄膜迁移到电极（铂丝），在那里被电解。 氧气在正极形成，氢气在负极形成。 气体扩散回到气流中，在那里它们被带出电池。 气流中的所有水分在通过电池时都会被消耗掉。

根据法拉第定律，该电解电流与气流中的水分含量成正比。 因此，通过传感器的气体流速和池电流的知识给出了样品气体中所含水分的绝对测量值。 此测量的数学方程式为：

I = K ₁ FC + (e + B)

在哪里：

l = 当前
K1 = 法拉第常数
F = 质量流量
C = 气体的水分含量
e = 电解背景电流
B = 复合电流

如果载气中含有氢气或氧气，就会发生称为复合的效应。 发生复合是因为样品气流中的氢气或氧气将与电解过程中产生的氢气和氧气结合形成另一个水分子。 该水分子再次被电极吸引并再次电解，从而产生虚假的高读数。

Systech Illinois 分析仪具有可选择的气体系数，可对引起复合的气体读数进行补偿。

细胞重涂

随着时间的推移，电池上的 P ₂ O ₅涂层会慢慢退化，特别是对于高水分浓度。 最终，电池将不再对水分作出反应，需要重新涂层。 电池需要送回工厂进行清洗和重涂。 为了最大限度地延长电池寿命，建议在不使用时用干净、干燥的气体吹扫电池。

校准

由于此测量原理是主要测量方法，因此无需校准。

然而，重要的是确保气流的流速保持在出厂设置。 质量流量控制器可用于大多数仪器，以确保流速保持恒定。

应用

此类仪器通常使用的惰性气体包括氩气、氮气和氦气。

水分测定仪的应用分为两个工业领域：

• 气体生产商：用于确保产品质量
• 气体用户：过程气体监测（药典要求使用 P ₂ O ₅测量医用氧气）

典型的行业是半导体制造、医用气体、核加工和塑料。

P ₂ O ₅水分分析仪不适合测量会与检测池中的五氧化二磷发生反应的气体或气体混合物中的水分。 这些气体包括乙炔、丁烯、二氧化碳、硫化氢和丙烯。 此外，必须避免含有会侵蚀细胞成分的化合物的气体混合物。 Systech Illinois 可以提供带有玻璃外壳的特殊池，适用于在腐蚀性气体中进行测量，例如氯 (Cl ₂ ) 和氯化氢 (HCl)

氧气和氢气会干扰水分测量。 有关这些气体中水分测量的更多信息，请参阅上面的“重组”。

下载PDF

查看我们的 SYSTECH 产品