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爆炸危险区域的光学湿度测量

叶子上的水滴
Antti Heikkilä
Product Manager
Published: Jan 29, 2019
沼气生产

湿度测量是许多行业中的关键过程控制工具,有多种技术解决方案可供选择,每种解决方案又各有其优缺点。在易燃气体混合物和腐蚀性化学品中进行测量时,适用技术的范围变得更加有限。红外 (IR) 波长范围内的光学湿度测量具有许多有吸引力的特性。

非接触方法确保安全可靠
测量本身是非接触式的,因为可通过蓝宝石玻璃窗保护红外光源和检测器不受工艺气体侵害,从而消除了传感器被腐蚀的问题。可将现场设计中的测量光学元件加热以消除 100% 相对湿度环境中的冷凝问题。微光红外光源和可调谐法布里-珀罗干涉滤光片的最新进展使得这些设备经防爆批准可用于可燃气体持续存在的环境:欧洲法规中的 0 区以及北美法规中的 1 级 1 区。

全新组合机会
许多人将防爆区中的光学湿度测量与在交叉管道配置中测量的昂贵的 TDL 激光器配合使用。基于二十年的法布里-珀罗干涉法方面的最新进展,现在允许使用一个简单的紧凑探头型 NDIR 设备测量水蒸气。此外,现在可以将湿度测量与其他气体(如甲烷和二氧化碳)结合在一个真正的外形非常紧凑的多气体现场气体分析仪中。

最大限度地延长碳过滤器的使用寿命
用于测量湿度、甲烷和二氧化碳的紧凑型低成本维护探头的一项明显应用是在有机废物的厌氧消化 (AD) 领域,其次是利用内燃机实现热电联产 (CHP)。在处理阶段掌握沼气的含水量后,操作者就可以最大限度地延长活性炭过滤器的寿命。这些过滤器在给定的相对湿度范围内具有最佳性能,并且更换成本相对较高。

提高气体质量并防止发动机磨损
通过监测进入 CHP 发动机的燃气成分,可以进一步提高效率。掌握气体的甲烷含量后,操作者能够对发动机进行更准确的调节,同时能够检测进气口中水蒸气的升高水平,使它们能够快速响应有可能导致发动机过早磨损的气体质量问题。意外冷凝的一个后果是增加了管道中的流动阻力。此外,如果阀门中的水汽开始聚集,则控制发动机燃料气体和空气供给的阀门的操作将受到不良影响。

MGP261 – 适用于严苛条件的新型多气体探头
维萨拉 MGP261 多气体探头是一款全新的湿度、甲烷和二氧化碳探头,它基于非常可靠的 NDIR 测量原理,内置在维萨拉仪表中用于测量二氧化碳已有 20 年的历史,既可靠又准确。

紧凑(直径 40 毫米,插入深度 209 毫米,1½ 英寸“NPT 工艺接头”)并且经 ATEX 和 IECEx 批准可用于 0 区和 1 区,该全钢探头在加热后可耐受冷凝环境,并由防水微粒过滤器保护;MGP261 测量 0…25 容积百分比范围内的水蒸气和 0…60°C 范围内的露点温度。

在近冷凝条件下,许多电容式湿度/露点传感器无法发挥最佳性能,同时测量元件还会受到腐蚀;在 MGP261 中使用的光学测量技术不受这些问题的影响,因此特别适应这些严苛的条件。

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