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SF6氣體濕度測量的基礎(chǔ)和常用檢測方法

一、濕度的表示方法

濕度是指氣體中的水汽含量，而固體或液體中的含水稱為水分。濕度的表示方法繁多，其定義都是基于混合氣體的概念引出的。表示氣體中水汽含量的基本量可以是水蒸氣壓力，它表示濕氣（體積為V，溫度為T）中的水蒸氣于相同V、T條件下單獨(dú)存在時的壓力，亦稱水蒸氣分壓力。

飽和水蒸氣壓的概念也是濕度測量中一個極為重要的概念。，水從液體轉(zhuǎn)化成蒸汽的過程稱為汽化。汽化的某種方式可以是蒸發(fā)，以液體的自由表面作為氣液的分界面的汽化過程稱為蒸發(fā)。以容器中水的蒸發(fā)為例，顯然蒸發(fā)過程與水的溫度和液面上的壓力有關(guān)。溫度升高，水分子的平均動能增大，逸出液面的分子數(shù)相應(yīng)增加。隨著空間水分子數(shù)目增加，碰撞的機(jī)會就增加，折回水面的分子數(shù)也增加。當(dāng)蒸發(fā)速度等于凝結(jié)速度時，體系達(dá)到動態(tài)平衡，這種狀態(tài)稱為飽和，此空間中的水蒸氣稱為飽和水蒸氣，其壓力稱為飽和水蒸氣壓。飽和水蒸氣壓與溫度之間存在一定的函數(shù)關(guān)系，它是指氣相中僅存在純水汽時，與水或冰組成的體系的平衡水汽壓，它們是溫度的單值函數(shù)。

由于飽和水蒸氣壓是溫度的單值函數(shù)，溫度越高，飽和水蒸氣壓數(shù)值越大，因此對于一個在測試溫度條件下，其水蒸氣分壓沒有達(dá)到飽和的氣體，隨著人為地降低體系溫度，其水蒸氣分壓就可以在低溫狀態(tài)下達(dá)到飽和。此時如果溫度繼續(xù)下降，氣體中的水分就會以露的形式析出來。水蒸氣壓力達(dá)到飽和時的相應(yīng)溫度稱為露點(diǎn)溫度。露點(diǎn)溫度也是濕度的一種表示方法。

飽和水蒸氣壓溫度曲線。B點(diǎn)狀態(tài)的氣體，隨溫度下降到A點(diǎn)狀態(tài)，其水蒸氣分壓即為此時的飽和水蒸氣壓，A點(diǎn)相應(yīng)的溫度Td稱為露點(diǎn)溫度。在這個溫度下氣體的水蒸氣含量恰等于該氣體達(dá)到飽和時的水蒸氣含量。因此露點(diǎn)和飽和水蒸氣壓一樣可以用來表示氣體的濕度。

重量法是濕度測量中一種的測量方法。在當(dāng)今所有濕度測量方法中它的準(zhǔn)確度。人們普遍以這種方法作為濕度計(jì)量的基準(zhǔn)。其量值是以混合比來表示的。濕氣中的混合比是濕氣中所含水汽質(zhì)量與和它共存的干氣質(zhì)量的比值。因此，可以認(rèn)為，混合比是濕度的最基本表示方法。

基于混合比定義概念的還有幾種常見的濕度表示方法。其中質(zhì)量分?jǐn)?shù)（×106）是以“百萬分之一”的單位表示的水汽與其共存的干氣的質(zhì)量之比值。體積分?jǐn)?shù)（×106）是以“百萬分之一”的單位表示的水汽與其共存的干氣的體積之比值。濕度亦稱為水汽濃度和水汽密度，是濕氣中的水汽質(zhì)量與濕氣總體積之比。相對濕度也是常用的濕度表示方法。壓力為p、溫度為T的濕氣的相對濕度，是指給定的濕氣中，水汽的摩爾分?jǐn)?shù)與同一溫度T和壓力p下純水表面的飽和水汽的摩爾分?jǐn)?shù)之比。

綜上所述，露點(diǎn)溫度、飽和水蒸氣壓、水蒸氣分壓力、混合比、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)、濕度、相對濕度都可用以表示氣體濕度。根據(jù)它們的物理意義，相互之間可以互相轉(zhuǎn)換。

SF6氣體濕度的常用檢測方法在濕度測量中有多種方法可以應(yīng)用，目前電力系統(tǒng)常用的六氟化硫氣體濕度檢測方法主要有電解法、阻容法和露點(diǎn)法。