Teledyne 8800系列露點儀

Teledyne8800系列微量水分析儀

由于大氣中存在高濃度的水汽，室內空氣中水含量大約有1%，所以**地探測微量水對于過程分析來說是一個挑戰；已經成功地開發出ppb/ppm微量氧分析儀器并商業化的Teledyne分析儀器公司熟知這個挑戰，在開發微量氧產品線時就已經面臨大氣中含氧量209000ppm的現實、準備好面對典型小于1ppm氧分析的風險；美國Teledyne分析儀器公司利用其五十多年檢測氧的經驗做出了一條令人稱贊的微量水分析儀Series 8800產品線。

產品的核新—超薄膜(HTF)Al₂O₃傳感技術

Teledyne 8800系列采用Al₂O₃超薄膜(HTF)傳感器磚利技術，可連續在線或非在線**地探測微量水。所有的Al₂O₃傳感器遵循相同的基本工作原理：在傳感器鋁芯和上層多孔金膜之間的電容隨介電層(氧化層)水含量的變化而變化；Teledyne 8800系列微量水傳感器采用了HTF超薄膜技術，在傳感器的結構上有如下所述3點主要的改進。與其它傳統的氧化鋁傳感器相比，這些結構的變化使用戶在使用中能得到更高的靈敏度、更好的穩定性和更快的響應速度。

超薄膜鍍層（HTF）

Teledyne 8800系列露點儀HTF傳感器有極薄的氧化層，這一改進對傳感器性能的推進有著極大的貢獻。氧化層越薄則電容變化信號也越強；其一，因為電容量與電容兩極板（鋁芯到氧化層上的金膜）之間的距離是成反比的；其二，氧化層越薄，水分子出入氧化鋁介電層上細孔的速度越快，因此，HTF傳感器的響應速度就越快，是常規傳感器的幾倍。

障礙層

在HTF傳感器中，氧化鋁與鋁芯之間的過渡是快速的，界定是清晰的。該內部介電層產生一個電容，由于其電極是非常接近的，導致了傳感器的濕/干電容比高。濕/干電容比高的優勢在于：由一些不希望的因素引起的電容的漂移會很不明顯；尤其在溫度敏感性和老化漂移方面所帶來的系統漂移會比傳統的傳感器要小得多；另外一個優勢是與介電層的快速遷移有關的，特殊的制造工藝降低了金屬遷移，這是在傳統傳感器上引起老化漂移的一個主要原因。

小孔幾何特征

在傳統傳感器與HTF之間，*顯著的差異是它們的小孔幾何性質；傳統傳感器依賴吸濕性Al₂O₃結構去吸附水，而HTF傳感器依靠小孔幾何性質-即減緩進入小孔的水分子的布朗運動；HTF傳感器的設計導致小孔中有更多的電介質，可產生一個更高的電容；從該特性衍生出的另一個優勢是：HTF的小孔幾何性質幾乎不隨時間改變；然而傳統的Al₂O₃結構是不穩定的，會慢慢倒塌成非吸濕性結構；所以，傳統的傳感器有更高的漂移率，需要經常標定。

注：請注意HTF-Al₂O₃高電容傳感器的生產具有很高一致性，可以在現場直接替換，而不需要象傳統的Al₂O₃傳感器一樣送回工廠重新標定或更換EPROMS。

Teledyne 8800系列露點儀微量水HTF傳感器電容在整個測量范圍內的變化比傳統的傳感器要大60倍，尤其在低端的線性、電容隨微量水濃度的變化會比傳統的傳感器大600倍；這種更高的靈敏度會使HTF傳感器具有更高的穩定性，更能抗溫度、電子噪音等因素的干擾，不易漂移。

通用電子平臺

8800系列電子特征是一個3 1/2位LCD數顯帶逆光性能（8800T除外）；控制器使用的微處理器通過一個菜單驅動的用戶界面進行操作；按鍵是觸摸式的；通常，用戶通過MODE鍵選擇不同的選項；用UP(向上)、Down( 向下)按鈕修改單位、數值或選擇模式中的選項；壓力修正按鈕用于放棄一個模式或激活儀表的壓力修正功能。

用戶可以選擇設置微量水分析結果的顯示單位：Deg C攝氏度、Deg F華氏度、ppm和天然氣應用中要求的單位：lbs /million cft 或g/m³

大多數型號提供2個通用選項：2個可調報警；1個隔離0-20mA或4-20mA輸出或RS232C串行接口；儀表也有一個傳感器開路、短路或電子系統故障提示功能；另外，多數型號提供擴展的自檢功能：在啟動階段或運行中每2分鐘一次。

壓力修正功能

微量水讀數一般顯示為傳感器壓力下的讀數（大氣壓）；操作者可以通過選擇和設定壓力修正按鈕顯示在線壓力下的讀數；讀數通常顯示為攝氏度或華氏度的露點；需要ppm單位讀數時，操作者需要控制/監視在線壓力，并通過壓力修正功能將該壓力值輸入控制器。

傳感器安裝

在當今的工業領域，正確的樣品處理對于維持嚴格的微量水控制是至關重要的；以下方法可以幫助操作者取得成功的露點測量：

1．傳感器的安裝盡量接近測量點

2．儀表的安裝盡量接近測量點

在設計合適的露點分析采樣系統時，泄漏、壓力/溫度梯度、和微量水吸附/脫附特征也需要仔細加以考慮；材料的吸附/脫附影響到整個系統的響應時間；對于低露點分析的應用，接液材料必須采用不銹鋼以減少易吸濕材料引起的嚴重滯后現象；Al₂O₃傳感器上游的接頭/連接點和垂直拐彎越少越好，以減少微量水滯留,聚集或泄漏的可能性。

HTF氧化鋁傳感器在整個測量范圍內的溫度穩定性都非常好；只有在-70℃(dp)以下才有輕微的溫度敏感性；溫度影響如此之小，只需通過軟件補償即可；傳統氧化鋁傳感器和陶瓷傳感器的溫度影響相對與它們對微量水的靈敏度來說太大了，不可能通過軟件來做補償。

Model 8800P便攜式：干燥儲藏系統

左圖說明了8800P干燥儲藏樣品池系統的設計結構；**位置描述了傳感器浸在用于干燥儲藏的干燥劑里；傳感器通過一個非常精細、大約5mm厚的不銹鋼膜與干燥劑隔開；傳感器與干燥劑盡量接近對于快速干燥來說是很重要的。

當傳感器處在干燥位置時，樣品從樣氣池底部與傳感器活塞之間的空間流通；當進行測量時，氣體出口暫時鎖定；樣氣流的壓力推動活塞并且將傳感器推入樣氣池，傳感器被樣氣流中的微量水快速浸濕；通過1-2分鐘給出一個**的讀數；然后，通過前面板操作產生一個激活信號將傳感器推回干燥儲藏位置。

儀器的標定

Teledyne 8800系列露點儀Teledyne公司集50年在分析儀器研制方面的**成果，成功地將超薄膜技術用于Al₂O₃工藝，使得儀器的標定變得非常簡單：

- 儀器零點的標定：使用干燥的氣體（根據量程選擇-80℃或-100℃露點以下的氣體）

- 儀器量程的標定：使用露點在20℃以上的氣體

- 上述標定工作僅需每兩年進行一次。

通用設計選項

Teledyne 8800系列微量水分析儀提供四種選型，用于在線或便攜檢測-100 to +20℃的露點

- Model 8800A：嵌入式安裝，通過插拔式螺絲終端連接

- Model 8800P：便攜式，電池供電

- Model 8800B：壁掛式安裝，通過3個防水接頭連接

- Model 8800T：帶LCD顯示表頭的低成本、環路供電的露點變送器，管道流通式安裝

Teledyne 8800系列露點儀技術指標