SF6氣體濕度測量的基礎和常用檢測方法

一、濕度的表示方法

濕度是指氣體中的水汽含量，而固體或液體中的含水稱為水分。濕度的表示方法繁多，其定義都是基于混合氣體的概念引出的。表示氣體中水汽含量的基本量可以是水蒸氣壓力，它表示濕氣（體積為V，溫度為T）中的水蒸氣于相同V、T條件下單獨存在時的壓力，亦稱水蒸氣分壓力。

飽和水蒸氣壓的概念也是濕度測量中一個極為重要的概念。，水從液體轉化成蒸汽的過程稱為汽化。汽化的某種方式可以是蒸發，以液體的自由表面作為氣液的分界面的汽化過程稱為蒸發。以容器中水的蒸發為例，顯然蒸發過程與水的溫度和液面上的壓力有關。溫度升高，水分子的平均動能增大，逸出液面的分子數相應增加。隨著空間水分子數目增加，碰撞的機會就增加，折回水面的分子數也增加。當蒸發速度等于凝結速度時，體系達到動態平衡，這種狀態稱為飽和，此空間中的水蒸氣稱為飽和水蒸氣，其壓力稱為飽和水蒸氣壓。飽和水蒸氣壓與溫度之間存在一定的函數關系，它是指氣相中僅存在純水汽時，與水或冰組成的體系的平衡水汽壓，它們是溫度的單值函數。

由于飽和水蒸氣壓是溫度的單值函數，溫度越高，飽和水蒸氣壓數值越大，因此對于一個在測試溫度條件下，其水蒸氣分壓沒有達到飽和的氣體，隨著人為地降低體系溫度，其水蒸氣分壓就可以在低溫狀態下達到飽和。此時如果溫度繼續下降，氣體中的水分就會以露的形式析出來。水蒸氣壓力達到飽和時的相應溫度稱為露點溫度。露點溫度也是濕度的一種表示方法。

飽和水蒸氣壓溫度曲線。B點狀態的氣體，隨溫度下降到A點狀態，其水蒸氣分壓即為此時的飽和水蒸氣壓，A點相應的溫度Td稱為露點溫度。在這個溫度下氣體的水蒸氣含量恰等于該氣體達到飽和時的水蒸氣含量。因此露點和飽和水蒸氣壓一樣可以用來表示氣體的濕度。

重量法是濕度測量中一種的測量方法。在當今所有濕度測量方法中它的準確度。人們普遍以這種方法作為濕度計量的基準。其量值是以混合比來表示的。濕氣中的混合比是濕氣中所含水汽質量與和它共存的干氣質量的比值。因此，可以認為，混合比是濕度的最基本表示方法。

基于混合比定義概念的還有幾種常見的濕度表示方法。其中質量分數（×106）是以“百萬分之一”的單位表示的水汽與其共存的干氣的質量之比值。體積分數（×106）是以“百萬分之一”的單位表示的水汽與其共存的干氣的體積之比值。濕度亦稱為水汽濃度和水汽密度，是濕氣中的水汽質量與濕氣總體積之比。相對濕度也是常用的濕度表示方法。壓力為p、溫度為T的濕氣的相對濕度，是指給定的濕氣中，水汽的摩爾分數與同一溫度T和壓力p下純水表面的飽和水汽的摩爾分數之比。

綜上所述，露點溫度、飽和水蒸氣壓、水蒸氣分壓力、混合比、質量分數、體積分數、濕度、相對濕度都可用以表示氣體濕度。根據它們的物理意義，相互之間可以互相轉換。

SF6氣體濕度的常用檢測方法在濕度測量中有多種方法可以應用，目前電力系統常用的六氟化硫氣體濕度檢測方法主要有電解法、阻容法和露點法。