微量水分仪 USI━ 1AB 型 成 都 仪 器 厂 厂址：成都市人民中路三段三号 邮编： 610031 Tel： 028-86935160 86952286 Fax： 028-86933356 目 录 一 概 述 ..................................................................................................................................1 二 测量原理 ..............................................................................................................................1 三 主要技术性能 ......................................................................................................................2 四 仪器结构 ..............................................................................................................................2 五 使用方法 ..............................................................................................................................3 六 维护工作 ..............................................................................................................................4 七 注意事项 ..............................................................................................................................7 八 仪器的成套性一览表 ..........................................................................................................9 附表 1 可选购的常用备件清单 附表 2 气体含水量的露点温度与 μL/L、 g/m3对照表 附图 川制 01000158号成都仪器厂 USI-1AB型微量水分仪 1《 USI— 1AB 型微量水分仪》使用说明书 （仅供参考 , 请以随仪器附带说明书为准。
） 一 概 述 《 USI— 1AB 微量水分仪》是综合《 USI— 1A 微量水分仪》和《 USI— 1B 微量水分仪》优点的新型仪器该仪器采用电解法测量气体样品中的微量水分，广泛用于造气、石油化工、电子、热处理、电力等行业作气体质量检测、监测干燥剂的干燥效果以及特殊保护气含水量检测等被测气样可以是空气、惰性气体、烃类及其他不破坏五氧化二磷涂层和池体、不在电极上起聚合反应、不参与电解反应的气体该仪器既可作为实验室仪器，也可用于生产流程，尤其适宜作连续测定 二 测量原理 该仪器用连续取样的方法 , 使气样流经一个特殊结构的电解池 , 其水分被作为吸湿剂的五氧化二磷吸收 , 并被电解为氢气和氧气排出 , 而五氧化二磷得以再生反应过程可表示为： P2O5+H2O=2HPO3………………………………⑴ 2HPO3=H2↑ +1/2O2↑ +P2O5……………………⑵ 合并⑴、⑵得： H2O= H2↑ +1/2O2↑……………………………⑶ 当吸收和电解达成平衡后 , 进入电解池的水分全部被五氧化二磷膜层吸收并全部被电解若已知环境温度、环境压力和气样流量 , 根据法拉第电解定律和气体定律可推导出水的电解电流与气样含水量之间的关系为： . I = QPT0FU× 10-4………………………⑷ . 3P0TV0式中： I——水的电解电流 , μ A； U——气样含水量 μL/L（体积比） ； Q——气样流量 , mL/min； P——环境压力 , Pa； T0=273K； F=96485C； P0=101325 Pa； T——环境的绝对温度 , K； V0=22.4L/mol。
由⑷式可见 , 电解电流的大小正比于气样中的含水量 , 因此可通过测量电解电流来测量气样中的含水量在标准大气压和 20℃条件下 , 一理想气体以 100 mL/min 的流量流经电解池 , 当气样含水量为1μL/L 时 , 由⑷式计算出来的电解电流为 13.4μ A该仪器以 μL/L、露点温度（℃）等四种不同计量单位选择显示 , 可直接读取气样中水分含量的这四种数值 由于铂电极的催化作用 , 水的电解反应⑶系一可逆过程 , 即： H2O=== H2+1/2O2…………………………⑸ 所以当被测气体为氢气、氧气或含有足够量的氢氧组分时 , 平衡向左移动 , 已经电解生成的氢和氧中有一部分复合生成水 , 继而又进行二次电解 , 使总的电解电流值偏高 , 此即 “氢效应” 和 “氧效应” , 或统称“复合效应” 实验证明 , 使用该仪器测定这一类气样的含水量时 , 读数将偏高几个至十几个 μL/L, 但此偏差集中反应在本底值上 , 故可以扣除 成都仪器厂 USI-1AB型微量水分仪 2三 主要技术性能 1. 电源：交流 (220± 22)V, (50～ 60)HZ直流： (10～ 45)V（仅供干燥时选用） 。
2. 量程： (0～ 100,0～ 1000) μL/L，自动转换 3. 引用误差：优于± 5%（按分档满度值） 4. 时间常数：达到气样含水变化量的 63%, 上升或下降均不大于 3min 5. 工作条件：供气压力小于 100kPa 环境温度： (＋ 5～ 40)℃ 气样流量：测量流量 100mL/min, 旁通流量： 1L/min 6. 输出信号： (0～ 10)mV 与 (4～ 20)mA 7. 体积： 380mm× 300mm× 170mm 8. 重量：约 7kg 四 仪器结构 仪器主要由电解池、气路系统和电路三部分组成 1. 电解池 在玻璃管内壁 , 两根铂电极平行绕成双螺旋形 , 极间均匀地涂敷五氧化二磷膜作为吸湿剂在规定的测量条件下 , 这种内绕式结构可以保证对进入池内的水分全部吸收和电解玻璃池壁利于五氧化二磷涂层均匀 对于干燥的五氧化二磷涂层 , 当通入“绝对干燥”的气样 , 并在电极上施加一适当的直流电压时 , 电路中将产生一个不大的电流——本底值本底值的大小仅与电解池结构、涂层状况、温度及气样种类等因素有关 , 而与气样含水量无关由于本底值总是叠加在气样所含水分的电解电流上 , 故测定时应从仪器读数中扣除本底值后方为介质的真实含水量。
2. 气路控制系统 气路系统由控制阀、电解池、流量调节阀和流量计、干燥器等部分组成气流路径的控制由控制阀 完成 参看图 1, 当控制阀置于“干燥”时 , 气样进入控制阀后 , 按虚线所示路径经干燥器后流过电解池 , 这是测量之前进行干燥处理 , 使电解池处于干燥状态；当控制阀置于“测量”时 , 气样按控制阀实线所示路径直接流经电解池 , 以指示被测气体的含水量此时干燥器两端自行封闭 当控制阀置于“关”时 , 旁通和测量气路都关断；而无论控制阀置于“干燥”或“测量” , 旁通都是畅通的 , 此时只有通过旁通流量阀关闭旁通气路测量流量和旁通流量的大小 , 分别通过测量流量阀和旁通流量阀来调节采用旁通技术的目的 , 是通过增大取样总量达到降低取样污染（主要指渗透水、吸附水等）的比例 , 使测量尽可能迅速而准确例如对同一取样系统而言 , 当旁通流量为零（即关闭旁通）时 , 由取样系统所带来的污染将 100%地进入电解池 , 使测定结果偏高；当旁通流量为 1L/min 时 , 进入电解池的污染仅为 9%, 这就使测量结果更为准确 而且由于气样系统的总流量增大 , 气流对系统污染水的吹洗能力增强 , 仪器示数将提早达到平衡 , 加快了测定速度。
旁通技术的效果在二三十个 μL/L 以下低含水量测量中和取样系统不合理的情况下尤为明显原则上说 , 旁通流量越大越好在取样系统合理的情况下 , 如果气样含水量较高而对测量精度要求不高时 , 也可酌情减少旁通流量 , 但不要完全关闭 整个气路系统的材质均为优质不锈钢、聚四氟乙烯及玻璃 , 符合渗透性小、吸附性小的原则 , 不仅满足低含水量的测定要求 , 而且提高了抗腐蚀性能 3. 电路 成都仪器厂 USI-1AB型微量水分仪 3仪器的电路原理见图 2电路主要由下面几部分组成： Ⅰ . 直流稳压电源电路 它提供了四组直流电压： +45V 为电解池的工作电压，± 15V 为模拟电路的工作电压， +5V 为数字面板电压表的工作电压 Ⅱ . 测量、显示及自动量程转换电路 它主要由取样电阻 R16、 R17、数字面板显示表及自动量程控制电路组成取样电阻将电解池的电解电流转换成电压， 然后由数字面板表显示出相应的μ L/L 值 当被测气样中水分含量略大于 100μ L/L 时，仪器将自动地从满度 100μ L/L 挡转换到满度 1000μ L/L 挡；相反当气样中水分含量降到略低于 100μL/L 时，仪器又自动地从 1000μ L/L 挡转换到满度 100μ L/L 挡。
Ⅲ . 信号输出电路 由电压跟随器 、电压电流转换器及有关电阻组成输出信号为 0mV~10mV 和 4mA~20mA，均对应于气样水分含量 0μ L/L ~100μ L/L 或 0μ L/L ~1000μ L/L，自动随量程转换 Ⅳ . 充电电路 此为自动给仪器中所附的可充电池组补充电能而设置当电池组电压降至设定的下限值时，充电电路将自动启动给电池组恒流充电充电电流大约为 50mA在不断电的情况下， 一般要经过 10 多小时连续充电，可使电池组电压达到上限值，这时充电电路将自动关断充电过程中面板上的充电指示灯将亮充电电路主要由比较器和稳压管、充电指示灯及有关电阻组成 五 使用方法 1. 仪器的安装 Ⅰ .仪器应当现场安装 , 并且与取样点要尽可能地接近 Ⅱ .取样管道必须材质致密 , 内壁光滑清洁、越短越好本仪器备有厚壁小内径的聚四氟乙烯管此外还可以采用不锈钢管、玻璃管及壁厚 1mm 以上的聚乙烯管不要采用弹性高 , 渗透性大的塑胶管 , 尤其不允许使用各种类型的橡胶管本仪器备有扩口器 , 专用于将聚四氟乙烯管口扩成喇叭口形状 Ⅲ .当被测气样压力高于 100kPa（表压）时 , 在取样点处应安装可靠的减压阀，控制通入仪器内部的气体压力在仪器的规定范围。