武漢特高壓旗下的微量水分測定儀可以幫助眾多電力工作者更加方便的進行各類電力測試。

水份測定涵蓋了測量固體、液體或氣體中水份含量的各種方法。例如，水分（通常以百分比表示）是商業食品生產中的常見規格。在許多應用中，痕量水分測量對于制造和過程質量保證是必要的。在涉及塑料、制藥和熱處理的工藝中，必須了解固體中的痕量水分。需要測量氣體或液體水分的領域包括碳氫化合物加工、純半導體氣體、大宗純或混合氣體、變壓器和發電廠中的介電氣體以及天然氣管道運輸。

水分含量與水分露點的關系

水分露點（水分從氣體中凝結出來的溫度）和水分含量（有多少水分子占總數的一小部分）是內在相關的。兩者都可以用作氣體中水分含量的量度。它們本質上是相關的，一個可以相當準確地從另一個計算出來。

雖然這兩個術語有時可以互換使用，但這兩個參數（例如水露點和含水量）不是一回事。它們是完全不同的，盡管相關的測量。

干燥失重

測量固體或半固體材料中高水平水分的經典實驗室方法是干燥失重。在該技術中，對材料樣品進行稱重，在烘箱中加熱適當的時間，在干燥器的干燥氣氛中冷卻，然后重新稱重。如果固體的揮發性含量主要是水，則干燥失重技術可以很好地測量水分含量。由于手動實驗室方法相對較慢，因此已經開發出自動快速水份測定儀，可以將測試所需的時間從幾個小時減少到幾分鐘。這些分析儀包含一個帶有樣品盤和周圍加熱元件的電子天平。在微處理器控制下，樣品可以快速加熱，并在過程完成之前根據水分損失率計算結果，稱為干燥曲線。

卡爾費休滴定

確定水量的準確方法是卡爾費休滴定法，該滴定法由德國化學家于 1935 年開發，其名稱以其名稱命名。這種方法只檢測水，與干燥損失相反，它檢測任何揮發性物質。

天然氣技術

天然氣具有獨特的情況，因為它可能具有非常高水平的固體和液體污染物，以及不同濃度的腐蝕性物質。

水測量以百萬分之一、每百萬標準立方英尺氣體的水磅數、每單位體積的水蒸氣質量或每單位質量干氣的水蒸氣質量進行。也就是說，濕度是氣體中“氣相”水的量。如果氣體中存在液體，通常會在到達氣體分析儀之前將其過濾掉，以保護分析儀免受損壞。

天然氣中水分的測量通常使用以下技術之一進行：

顏色指示管

冷鏡

冷鏡結合光譜學

電解的

壓電吸附，又稱石英晶體微量天平

氧化鋁和氧化硅

光譜學。

存在其他水分測量技術，但由于各種原因未用于天然氣應用。例如，國家標準局使用的重量濕度計和“雙壓力”系統是精確的“實驗室”技術，但不適用于工業應用。

彩色指示管

顏色指示管（也稱為Draeger管或染色管）是許多天然氣管道用于快速粗略測量水分的設備。每個管子都含有化學物質，這些化學物質在通過氣體時與特定化合物反應形成污漬或顏色。管子使用一次并丟棄。制造商校準試管，但由于測量與曝光時間、流速和抽取技術直接相關，因此容易出錯。實際上，誤差可能高達25%。顏色指示管非常適合對天然氣中的水分進行不頻繁、粗略的估計;例如，如果管子指示 30 磅水，則高度確定它超過 10 磅。

冷鏡[編輯]

在測量氣體介質中水的露點時，這種類型的設備被認為是黃金標準。在這種類型的設備中，當氣體流過反射冷卻表面（同名冷鏡）時，當表面足夠冷時，可用的水分將開始凝結成微小的液滴。記錄首次發生冷凝的確切溫度，然后緩慢加熱鏡子，直到水冷凝開始蒸發。該溫度也被記錄下來，冷凝和蒸發溫度的平均值被報告為露點。所有手動和自動冷鏡設備都基于相同的基本方法。有必要同時測量冷凝和蒸發溫度，因為露點實際上是水分子以相同速率冷凝和蒸發的平衡溫度。由于在冷卻鏡子時，溫度通過露點而不是完全停止在露點處，因此冷凝溫度測量本身太低，因為在水開始形成冷凝之前，鏡子的溫度會略低于露點。因此，鏡子的溫度緩慢升高，直到觀察到蒸發發生，露點報告為這兩個溫度的平均值。通過獲得準確的露點溫度，可以計算氣體中的水分含量。鏡面溫度可以通過制冷劑在鏡子上的流動或通過熱電冷卻器（也稱為帕爾貼元件）來調節。

鏡面凝結的形成行為可以通過光學或視覺方式記錄。在這兩種情況下，光源都指向鏡子上，并且由于形成冷凝而引起的光反射的變化可以分別由傳感器或人眼檢測到。肉眼無法辨別冷凝開始發生的確切點，因此現代手動操作儀器使用顯微鏡來提高使用這種方法進行測量的準確性。

冷鏡分析儀會受到某些污染物的混雜影響，但通常不會比其他類型的分析儀更嚴重。通過適當的過濾和氣體分析制備系統，其他可冷凝液體（如重烴、酒精和乙二醇）不會損害這些設備的可靠功能。還值得注意的是，對于天然氣，上述污染物是一個問題，在線分析儀定期測量管路壓力下的水露點，這降低了任何重碳氫化合物在水之前冷凝的可能性。

另一方面，冷鏡設備不受漂移，不受氣體成分波動或水分含量變化的影響。

冷鏡結合光譜學

這種分析方法結合了冷鏡測量與光譜學的一些優點。在這種方法中，當紅外光束以一定角度穿過透明惰性材料時，透明惰性材料被冷卻到外表面。當它遇到這個表面時，紅外光束會通過材料反射回來。氣體介質在對應于紅外光束反射位置的點穿過材料表面。當冷卻材料表面形成冷凝水時，對反射紅外光束的分析將顯示與形成的冷凝物的分子結構相對應的波長吸收。通過這種方式，該設備能夠區分水冷凝和其他類型的冷凝物，例如，當氣體介質為天然氣時，碳氫化合物。這種方法的一個優點是，由于透明材料的惰性天然性，它對污染物具有相對免疫力。與真正的冷鏡設備類似，這種類型的分析儀可以準確測量氣體介質中潛在液體的冷凝溫度，但不能測量實際的水露點，因為這也需要精確測量蒸發溫度。

電解的

電解傳感器使用兩個緊密間隔的平行繞組，上面涂有五氧化二磷薄膜（P2O5）。當這種涂層吸收進入的水蒸氣時，將電勢施加到將水電解成氫氣和氧氣的繞組上。電解消耗的電流決定了進入傳感器的水蒸氣的質量。必須精確控制進樣的流速和壓力，以保持進入傳感器的標準樣品質量流速。

該方法相當便宜，可以有效地用于響應率不重要的純氣流。繞組上的油、液體或乙二醇污染會導致讀數漂移并損壞傳感器。傳感器無法對水分的突然變化做出反應，即繞組表面的反應需要一些時間才能穩定下來。管道中的大量水（稱為蛞蝓）會弄濕表面，需要數十分鐘或幾小時才能“干燥”。使用電解傳感器時，有效的樣品調節和液體去除至關重要。

壓電吸附

壓電吸附儀比較了水鏡涂層石英振蕩器的頻率變化。當晶體的質量因水蒸氣的吸附而變化時，振蕩器的頻率也會發生變化。傳感器是相對測量，因此使用帶有吸附式干燥器、滲透管和樣品管切換的集成校準系統來頻繁關聯系統。

該系統在包括天然氣在內的許多應用中都取得了成功?？赡軙艿揭叶肌⒓状嫉母蓴_和硫化氫的損壞，從而導致讀數不穩定。傳感器本身相對便宜且非常精確。所需的校準系統不那么精確，增加了系統的成本和機械復雜性。頻繁更換吸附式干燥機、滲透組件和傳感器頭的勞動力大大增加了運營成本。此外，由于傳感器頭必須“干燥”，水塊會使系統長時間無法正常工作。

氧化鋁和氧化硅

氧化物傳感器由惰性基板材料和兩個介電層組成，其中一個對濕度敏感。水分分子穿過表面的孔隙，并導致其下方層的物理性質發生變化。

氧化鋁傳感器有兩個金屬層，形成電容器的電極。吸附的水分子數量會導致傳感器介電常數的變化。傳感器阻抗與水濃度相關。氧化硅傳感器可以是隨著水被吸收到敏感層中而改變其折射率的光學器件，也可以是硅取代鋁的不同阻抗類型。

在第一種類型（光學）中，當光通過基板反射時，可以在輸出端檢測到波長偏移，該偏移可以與水分濃度精確相關。光纖連接器可用于分離傳感器頭和電子設備。

這種類型的傳感器不是非常昂貴，可以在管道壓力下（原位）安裝。水分子進入和離開毛孔確實需要時間，因此會觀察到一些濕潤和干燥的延遲，尤其是在蛞蝓之后。污染物和腐蝕性物質可能會損壞和堵塞孔隙，導致校準“漂移”，但傳感器頭可以翻新或更換，并且在非常干凈的氣流中表現更好。與壓電和電解傳感器一樣，傳感器容易受到乙二醇和甲醇的干擾，當傳感器表面因損壞或堵塞而變得不活動時，校準會漂移，因此校準僅在傳感器使用壽命開始時是可靠的。

在第二種類型（氧化硅傳感器）中，該器件通常進行溫度控制以提高穩定性，并且被認為比氧化鋁類型在化學上更穩定，并且由于它們在升高的工作溫度下保持較少的水處于平衡狀態，因此響應速度要快得多。

雖然大多數吸收式設備可以安裝在管線壓力（高達130 Barg）下，但國際標準的可追溯性受到損害。在接近大氣壓下操作確實提供了可追溯性，并提供了其他顯著的好處，例如能夠直接驗證已知的水分含量。

光譜學

吸收光譜法是一種相對簡單的方法，用于使光通過氣體樣品并測量在特定波長處吸收的光量。傳統的光譜技術在天然氣中無法成功做到這一點，因為甲烷吸收與水相同波長區域的光。但是，如果使用非常高分辨率的光譜儀，則有可能找到一些與其他氣體峰值不重疊的水峰。

可調諧激光器提供窄波長可調的光源，可用于分析這些小光譜特征。根據比爾-朗伯定律，氣體吸收的光量與光路徑中存在的氣體量成正比;因此，這種技術是對水分的直接測量。為了實現足夠長的光程，儀器中使用了鏡子。鏡子可能會被液體和固體污染物部分阻擋，但由于測量是吸收光與檢測到的總光的比率，因此校準不受部分遮擋鏡的影響（如果鏡子完全被阻擋，則必須清潔）。