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(yīng)用，目前電力系統(tǒng)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(diǎn)法。

1.電解法

電解法是目前廣泛應(yīng)用的微量水分測量方法之一。人們對此法之所以感興趣，其原因在于這種方法不僅能達(dá)到很低的量限，更重要的是因?yàn)樗且环N測量方法。

（1）測量原理。電解法濕度計的敏感元件是電解池，它的測量原理是基于法拉第電解定律。，法拉第定律由下面兩個定律組成：

1）在電流作用下，被分解物質(zhì)的量與通過電解質(zhì)溶液的電量成正比；

2）由相同電量析出的不同物質(zhì)的量與其化學(xué)當(dāng)量成正比。法拉第第二定律，析出任何一摩爾物質(zhì)所需的電量為96485C。所以可以由消耗的電量來計算電解的物質(zhì)量。在六氟化硫氣體濕度測量中，被電解的物質(zhì)是水。測量特點(diǎn)是當(dāng)被測氣體連續(xù)通過電解池時，其中的水汽被涂敷在電解池上的五氧化二磷膜層全部吸收并電解。在一定的水分濃度和流速范圍內(nèi)，可以認(rèn)為水分吸收的速度和電解的速度是相同的。也就是說，水分被連續(xù)地吸收同時連續(xù)地被電解。瞬時的電解電流可以看成是氣體含水量瞬時值的尺度。這種濕度測量方法要求通過電解池的氣體的水分必須全部被吸收。測量值是與氣體流速有關(guān)的。因此測量時應(yīng)有額定的流速并保持流速恒定。由測量氣體的流速和電解電流便可測知?dú)怏w濕度。

（2）定量基準(zhǔn)。由于法拉第電解定律指出電解一摩爾物質(zhì)所消耗的電量是一個常數(shù)，依據(jù)法拉第定律和氣體方程可求出電解電流與氣體含水量之間的關(guān)系式：

式中　F——法拉第常數(shù)（96485C/mol）；

q——?dú)怏w流速，mL/min；

φ——?dú)怏w含水量的體積分?jǐn)?shù)，×106；

I——電解電流，μA；

po——標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體壓力（101325Pa）；

T0——標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體溫度（273.15K）；

V0——標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積（22.4L/mol）；

p——被測氣體壓力，Pa；

T——被測氣體溫度，K。

式（416）即為電解式水分儀依據(jù)的公式。從式中可以看出，在溫度、壓力、流量不變的前提下，電解電流的大小正比于氣體含水量。當(dāng)被測氣體壓力p=101325Pa，溫度t=293K，q=100mL/min時，氣體含水量φ=1×106（體積分?jǐn)?shù)），電解電流I=13.2μA。根據(jù)電解電流的大小，儀器可直接顯示氣體含水量。

2.阻容法

阻容法水分儀屬于一種電濕度計。它是利用吸濕物質(zhì)的電學(xué)參數(shù)隨濕度變化的原理借以進(jìn)行濕度測量的儀器。屬于這一類的濕度計主要有氧化鋁濕度計、碳和陶瓷濕度傳感器，以及利用高聚物膜和各種無機(jī)化合物晶體等制作的電阻式濕度傳感器等。我們主要應(yīng)用的是氧化鋁濕度計。

（1）測量原理。氧化鋁濕度計的測量元件是氧化鋁探頭，它是通過電化學(xué)方法在金屬鋁基體表面形成一層氧化鋁膜，進(jìn)而在膜上淀積一薄層金屬膜，這樣便構(gòu)成了一個電容器。氧化鋁吸附水汽后引起電抗的改變，濕度計的原理就是建立在這一電特性基礎(chǔ)之上的。

（2）傳感器結(jié)構(gòu)。氧化鋁傳感器的核心部分是吸水的氧化鋁膜層，它的結(jié)構(gòu)模型如圖45（a）。氧化鋁膜層布滿了相互平行的且垂直于其平面的管狀微孔，并從表面一直深入到氧化層的內(nèi)部，多孔的氧化鋁膜具有很大的比表面，對水汽有很強(qiáng)的吸附能力。傳感器的等效工作電路如圖45（b）所示，在濕度變化時，R1和C2的變化是明顯的，是具有決定性影響的兩個參量。

3.露點(diǎn)法

露點(diǎn)法是一個古老的測量方法。露點(diǎn)儀建立在可靠的理論基礎(chǔ)之上，具有準(zhǔn)確度高、測量范圍寬的特點(diǎn)，在現(xiàn)代濕度測量技術(shù)中占有相當(dāng)重要的位置。

（1）測量原理。露點(diǎn)儀的測量系統(tǒng)是將氣體以一定的流速通過一個金屬鏡面，此金屬鏡面用人工的方法使之冷卻，當(dāng)氣體中的水汽隨鏡面的冷卻達(dá)到飽和時，將有露在鏡面上形成，鏡面上附著的水膜和氣體中的水分處于動態(tài)平衡。此時鏡面溫度稱為露點(diǎn)溫度。由此可以測定氣體濕度。也就是說，當(dāng)一定體積的濕氣在恒定的總壓力下被均勻降溫時，在冷卻的過程中，氣體和水汽兩者的分壓力保持不變，直到氣體中的水汽達(dá)到飽和狀態(tài)，該狀態(tài)稱為露點(diǎn)，由測定露點(diǎn)溫度可以測知?dú)怏w濕度。

（2）SF6露點(diǎn)儀結(jié)構(gòu)。由露點(diǎn)法的測試原理可知，一般的露點(diǎn)儀的測試系統(tǒng)主要分為金屬鏡面、制冷系統(tǒng)、測溫系統(tǒng)和光電系統(tǒng)幾部分。

1）制冷技術(shù)。手動露點(diǎn)儀通常采用干冰（液態(tài)CO2）、液氮制冷。這種儀器一般用于實(shí)驗(yàn)室。它的**特點(diǎn)是可以進(jìn)行低霜點(diǎn)測量。干冰可以達(dá)到78℃，液氮可以達(dá)到100℃。使用干冰時常常用乙醇作為冷介質(zhì)傳遞冷量。這種制冷方法的缺點(diǎn)是降溫速度不易控制。自動熱電制冷也就是半導(dǎo)體制冷，其原理是利用帕爾帖效應(yīng)，也就是電偶對的溫差現(xiàn)象。目前廣泛應(yīng)用的電偶對是由鉍碲合金與鉍硒合金組成的N型元件，以及由鉍碲合金組成的P型元件。冷堆由適當(dāng)數(shù)目的制冷元件（N—P電偶對）按串、并的方式連接，利用多級疊加可以獲得不同程度的低溫。如二級疊加可以達(dá)到40～45℃，三級疊加可以達(dá)到70～80℃，一般不宜超過三級疊加。

2）露點(diǎn)鏡溫度的測量。現(xiàn)代的露點(diǎn)儀鏡面溫度的測量一般都采用熱電偶、熱敏電阻、鉑電阻。測量露點(diǎn)溫度有兩個最基本的要求，一是露點(diǎn)溫度測量與結(jié)露時間的一致性，測量值與真實(shí)露點(diǎn)溫度的偏差要小；二是測溫元件安放點(diǎn)的溫度應(yīng)與鏡面溫度一致，兩處的溫度梯度要小。

3）簡單的凝露狀態(tài)監(jiān)控。在簡單的露點(diǎn)儀中通過手動調(diào)節(jié)制冷量來控制鏡面降溫速度，用目測法確定露點(diǎn)的生成。這種露點(diǎn)儀在很大程度上依靠經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行測量。

4）光電的凝露狀態(tài)監(jiān)控。自動的現(xiàn)代露點(diǎn)儀大部分采用光電系統(tǒng)來確定露點(diǎn)的生成。光電檢測系統(tǒng)主要包括一個穩(wěn)定的光源和反射光的接收系統(tǒng)（包括光敏元件和電橋）。來自光源的平行光照到鏡面上被鏡面反射，反射光可以用光電管式光敏元件接收。在鏡面結(jié)露之前，只要光源足夠穩(wěn)定，入射光和反射光的光通量基本是穩(wěn)定的。當(dāng)鏡面上出現(xiàn)露點(diǎn)時，入射光就發(fā)生散射，光接收系統(tǒng)接受的光量就減小，光的散射量大致和露層的厚度成正比。利用光敏元件作為惠斯頓電橋的一臂，可以檢出光的變化。也就是說，利用電橋狀態(tài)的變化來判斷露點(diǎn)。

在露點(diǎn)出現(xiàn)前，電橋處于不平衡狀態(tài)，電橋信號輸出控制半導(dǎo)體制冷器的制冷電流。當(dāng)露點(diǎn)出現(xiàn)時，電橋達(dá)到平衡，半導(dǎo)體制冷器停止制冷或反向加熱，使鏡面溫度自動保持在露點(diǎn)附近，即自動跟蹤露點(diǎn)。