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露点計の測定方法 1.重量法:これは古典的な測定方法です。測定対象の試料ガスをある乾燥剤に通すと、その中の水分が乾燥剤に吸収される。乾燥剤が吸収した水分量を正確に計量し、それを試料ガスの体積で割った値が、その試料ガスの湿度となる。この方法の利点は精度が高く、許容される最大誤差は0.1%に達することです。欠点は、具体的な操作が比較的困難であり、特に十分な量の吸収水質量(一般的に0.6グラム以上)を確保する必要があるため、低湿度のガスではさらに困難になります。そのためサンプルガスの流量を増やさなければならず、結果として測定時間や誤差が増大します(測定される湿度は瞬間値ではありません)。したがって、この方法は露点が-32℃以上のガスの測定にのみ適しており、市場においてこの方法のみを用いて湿度を測定する機器はほとんどないと言える。 2.電解法:乾燥剤が吸収した水分を電解槽で電解し、水素と酸素として排出する方法である。電解電流の大きさは水分含有量に比例し、この電流を測定することで試料ガスの湿度を知ることができる。この方法は重量法の欠点を補い、測定範囲は-80℃以下まで対応し、精度も高く価格も安い。欠点としては、電解槽のガス路を使用前に長時間乾燥させる必要があり、またガスの腐食性や清浄度に高い要求がある。 振動周波数法とは、重量法における乾燥剤を吸湿性のある石英結晶に置き換えたもので、この結晶が吸収する水分量によって振動周波数が変化する性質を利用し、試料ガスと標準の乾燥空気をこの結晶を通過させることで、異なる振動周波数の差△f1と△f2が生じます。これら二つの周波数の差を計算することで、試料ガスの湿度を求めることができます。この方法は電解法と同様の利点があり、使用前に乾燥する必要がない。 3. 冷鏡法もまた、古典的な測定方法の一つです。試料ガスを露点冷却鏡室の凝縮鏡に通し、等圧冷却によって試料ガスを飽和結露状態(凝縮鏡上に液滴が析出する)にし、この時の凝縮鏡の温度を測定することで、試料ガスの露点が得られる。この方法の主な利点は高精度であり、特に半導体冷却および光電検出技術を用いると不確かさは0.1℃にまで達する。欠点は応答速度が遅く、特に露点が-60℃以下の場合、平衡に達するまでに数時間かかることがある。また、この方法では試料ガスの清浄度や腐食性にも高い要求があり、そうでないと光電検出の効果が低下したり、「偽結露」が発生して測定誤差が生じたりする。 4. 阻容法は、絶えず改善されている湿度測定法です。高純度のアルミニウム棒を用い、その表面に極薄の酸化アルミニウム膜を酸化させ、その上に多孔質な網目状の金膜をコーティングする。金膜とアルミニウム棒の間にはキャパシタンスが形成され、酸化アルミニウム膜の吸湿性により、キャパシタンス値は試料ガス中の水分量に応じて変化する。このキャパシタンス値を測定することで、試料ガスの湿度を知ることができる。この方法の主な利点は、測定範囲をより低く設定でき、-100℃まで対応可能であることです。もう一つの大きな利点は応答速度が非常に速く、乾燥状態から湿潤状態への応答に1分しかかからず、90%に達するため、現場や迅速な測定が必要な場面でよく利用されます。欠点は精度が低く、不確かさは通常±2~3℃程度です。老化とドリフトが激しく、3~6ヶ月ごとに校正が必要です。