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阻容/电容法微量水分仪的工作原理是什么?
发布时间:2026-04-06        浏览次数:14        返回列表

利用高分子薄膜或氧化铝涂层,吸附水分后电容值发生变化,通过测量电容量来换算气体的微量含水量。


1. 传感器结构

探头表面有一层湿度敏感薄膜(高分子聚合物或多孔氧化铝 Al₂O₃):

  • 上层:多孔金属电极(透气、透水)

  • 中层:湿敏介质层(核心)

  • 下层:基底电极

形成一个微型电容器


2. 工作过程

  1. 气体流过探头表面

  2. 水分子渗透进入湿敏薄膜

  3. 薄膜吸附水分后:

    • 介电常数变大

    • 电容 C 增大

  4. 电路检测电容变化 → 换算成 露点 /ppmv 水分含量

简单理解:水越多 → 电容越大 → 仪表显示湿度 / 露点越高。


3. 电气原理

湿敏膜的电容变化与含水量在一定范围内近似线性,仪表通过高频电路测量电容,再内部查表换算成:

  • 露点 ℃ (Td)

  • 体积浓度 ppmv

  • 质量浓度 mg/m³


4. 特点

  • 响应快:几秒~几十秒稳定

  • 结构简单、耐用

  • 不需要电解试剂、不用加热、不用干燥

  • 适合:SF6、天然气、空气、惰性气体、工艺干燥气

  • 测量范围:一般 -80℃~+20℃ 露点(对应 ppm 级微量水)


5. 总结

气体里的水被薄膜吸附 → 薄膜电容变大 → 测电容就知道含水量。

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