一种基于卡尔·费休库仑法的SF_6微量水分检测仪的研制

研制了一种基于卡尔·费休库仑法的SF6微量水分检测仪,仪器由进样系统、检测系统、数据处理与操作系统组成。仪器的最佳检测条件是：进样流速400～550mL/min,进样量1L。与比重法、露点法和阻容法比较,检测结果的相对标准偏差为7.14～1.10%,与比重法一致。

微量水分在线检测系统数学模型的建立

针对火药生产过程中要实时检测其含水量,设计了电容式水分检测传感器,并设计了自平衡电桥及其水分检测电路。由于要求检测的火药含水量低,约为0.5%~3%,且检测精度为0.1%,因此对影响含水量的温度、湿度、重量容积比和电压幅值等因素分别进行了研究,并根据多个参数建立了多元线性回归模型。经过大量物料实验,推导出本系统下仅与物料密度和物料重量容积比相关的通用公式,经过多次不同物料实验验证,该系统性能稳定可靠、测量准确,适合于多种物料的低含水量,高精度的快速测量。

在线水分检测技术工业化推广应用的探索研究

对气体中微量水分检测的主要方法及其测定原理进行综述,探索了在线水分检测技术在氟化工领域中的应用推广,并展望其在提升耐腐蚀性能方面的应用前景。

烯烃聚合产物中微量水分测量的激光传感器

微量水分的测量在各种石油化工(例如烯烃聚合)的生产过程中具有重要意义。介绍了SpectraSensors公司基于波长调制光谱技术研发的用于测量烯烃聚合过程中微量水分的SS2100分析仪。一种不同的测量方式用于消除背景气体(例如乙烯和/或丙烯)的干扰,可以精确测量0～3×10-6范围的微量水分。在乙烯和丙烯中,测量重复性(3σ)为(5～10)×10-8;在其它碳氢化合物比如烷烃物中,优异的测量重复性(3σ)可达(2～6)×10-8。演示实验中证实了分析仪的灵敏度和精确度。

电容式微含水量检测系统设计

针对在线检测火药含水量的实际要求,设计平板电容水分检测传感器,利用水的相对介电常数远大于被检物料的相对介电常数的原理,构建和电容传感器相关的交流电桥和测量电路,并设计自补偿电路,使得桥路输入为零时输出也为零。由于所测含水量范围为0.5%~3.5%,测量准确度为0.1%,为提高系统的测量准确度,分别对影响含水量的温度、湿度和重量容积比加以考虑,建立多参数校正的水分在线检测系统。经过大量实验验证:该系统性能稳定,测量精度高,具有很好的实用价值。

超薄硅衬底氮化铝Lamb波压电谐振器

针对Lamb波压电声波传感器高品质因数(Q值)、低检测极限(LOD)和易集成的性能要求,本文基于SOI(Siliconon-insulator)硅片,通过底层硅(Handling layer)干法刻蚀和中间层(Boxing layer)自截止的方法实现2μm超薄均一的硅衬底结构,然后沉积2μm厚具备高C轴择优取向的氮化铝(AlN)压电薄膜。传感器薄膜区域外设置双端增强反射栅结构用于提高Q值,从而有效降低器件的检测极限,并通过微量水分测试验证性能。该谐振器零阶反对称模式(A0)和零阶对称模式(S0)的谐振状态的实测结果和COMSOL二维模型仿真结果一致,所制作的Lamb波谐振器A0模式的主峰Q值为703,S0模式的主峰Q值为403。微量水分测试S0模式的检测极限优于A0模式,最低检测极限值为0.06%RH。结果表明,氮化铝超薄硅衬底Lamb波压电谐振器能够实现微量水分等高精度检测。

双温双压法低露点标准湿度发生器

通过采用双温双压法原理 ,研制了一套微量水分发生装置。该装置能发生露点范围为 2 0～ - 74℃D .P的恒定含水量的气体 ,其测试室的变温范围为 2 0～ - 6 0℃ ,变压范围为 10 0～ 10 0 0kPa(绝对压力 ) ,其三倍标准偏差最大不确定度为± 0 .15℃D .P。装置适合于各类露点仪和水分分析仪器的计量校正。本装置中设计制作了能耐受 1MPa压力并且既适用于水面又适用于冰面的叠盘迷宫式饱和器 ,该饱和器由12个内有螺旋式气流通道的不锈钢圆盘组成 ,总的传质通道长度超过 6 0米 ,保证了其在低温和压力条件下的饱和度接近 10 0 %。