微量水分計は、電気分解法、抵抗容量法、コールドミラー法、光ファイバー法などの水分を検出する装置です。 測定セルは取り外し可能で、メンテナンスが容易です。
マイクロ水分計は主に4つのタイプに分けられます
1. 電解法
五酸化リンセンサーは、水分子を水素と酸素に電気分解する原理を利用しています。 センサーは、ガラス シリンダーと 2 つの平行電極で構成されます。 電極材料 (通常はプラチナまたはロジウム線でできています) は特定の用途に応じて選択され、リン酸 H3PO4 の非常に薄い層が 2 つの電極の間にコーティングされます。 2 つの電極間の電解電流により、酸中の水が H2 と O2 に分解されます。 このプロセスの最終生成物は五酸化リンです。 P2O5 は吸湿性の高い材料であるため、酸素から水分を吸収します。 連続的な電気分解プロセスにより、サンプルガスの水分含有量は、電気分解後の水分とバランスが取れている必要があります。 電極電流は、酸素中の水分含有量に比例します。 信号は、機器の内部信号増幅器によって処理され、表示および読み取られます。 この原理は、すべてのガスの測定に使用されます。 Cl2、HCl、H2S、H2SO4、HBr、SO2、SF6、CO2、その他のガス、およびリン酸と反応するいくつかのガスを除くすべての不活性ガスを含みます。
P2O5 プローブは、選択したプローブ材質に応じて、さまざまな不活性ガス、炭化水素、または HCl、Cl2、SO2 などの腐食性ガスの測定に適用できます。 酸素と接触するプローブの材料は、ガラス、白金、またはロジウムであることができ、他の材料も提供することができます。
サンプルガスは特別な方法でプローブを流れ、高品質のインターフェースと結合します。 これらの設計は、非常に低い ppm レベルの測定に重要であり、プローブの応答が速く、干渉が少ないことを保証します。 プローブを通るサンプルガスの流量は、通常 20Nl/h (オプションで 100Nl/h) に設定されます。 分析計との電気コネクタは防水・密閉構造です。 ユーザーは、プローブを 5 分で簡単に再生成できます。 プローブは 3 本の M4 ネジでどこにでも簡単に取り付けることができます。
特長： 感度が高く、微量水・微量水試験に適しており、腐食性ガスの測定も可能です。
欠点: センサーは定期的に再コーティングする必要があり、ドリフトが大きく、H2 や O2 などのバックグラウンド ガスに弱い。 バランスをとる時間が長く、応答が遅い。
2. 抵抗容量法
高純度のアルミ棒の表面を酸化させて極薄のアルミ酸化膜とし、その上に空のメッシュ金膜をコーティング。 金膜とアルミ棒との間に静電容量が形成される。 酸化アルミニウム膜の吸水特性により、測定ガス中の水分量によって静電容量値が変化します。 酸素湿度は、静電容量値を測定することによって取得できます。 この方法の主な利点は、測定範囲を - 100 度まで下げることができることです。 もう1つの優れた利点は、ドライからウェットまで応答速度が非常に速いことです。応答は1分間で90％に達する可能性があるため、主にフィールドや迅速な測定の機会に使用されます。 欠点は、精度が低く、不確実性がほとんど± 2 ~ 3 度であることです。 ただし、さまざまなメーカーの継続的な努力により、この方法は徐々に改善されています。 たとえば、センサーの安定性は、材料の変更とプロセスの改善によって大幅に改善され、センサーの応答曲線を補正することで飽和線形性が達成され、自動キャリブレーションの問題が解決されます。
メリット：レスポンスが早い。
短所：精度が悪い。
3. コールドミラー法
露点コールドミラー室の集光鏡に酸素を流し、等圧冷凍により試料ガスを飽和結露状態（集光鏡に液滴がある状態）にします。 この時の集光鏡の温度が酸素の露点です。 この方法の主な利点は、その高精度です。特に、半導体冷却と光電検出技術を使用する場合、不確実性は 0.1 度に達することさえあります。 欠点は、特に露点が- 60度を下回ると応答速度が遅くなり、平衡時間が数時間に達することです。 さらに、この方法には、酸素の清浄度と腐食性に対する高い要件もあり、そうしないと、光電検出効果に影響を与えたり、「疑似結露」による測定エラーが発生したりします。
利点: 高精度。
デメリット：反応が遅い。
4. 光ファイバー方式
この技術は、2 世紀末に開発された新しい測定技術であり、マイクロ水分析技術を新たなレベルに引き上げました。0 光ファイバー湿度センサの表面は、反射率の異なるシリカとジルコニアの積層構造です。 高度な熱硬化技術により、センサー表面の開口部は 0.3 nm に制御され、0.28 nm の水分子が浸透できます。 コントローラーは790-820 nmの近赤外光の束を放出し、光ファイバーケーブルを介してセンサーに送信されます。 センサーに入る水分子は、光の反射係数を変化させ、波長の変化を引き起こします。 変化は培地の水分含有量に比例します。 受光した光の波長を測定することで、媒体の露点や水分量を知ることができます。
利点: 高精度、メンテナンスフリー、安定性が高く、H2S、HCL などを含む腐食性媒体を測定できます。
短所：伝送光ファイバーは壊れやすく、保護が必要です。