水分——按照计量技术规范《常用计量名词术语》（JJG1012-87），把液体或固体物质中水的含量定义为水分，对应于英文的moisture。

湿度——按照JJG1012-87，把气体中水蒸气的含量定义为湿度，对应于英文的humidity。

微量水分——当气体中水蒸气的含量低于露点-20℃时（在标准大气压下为1020ppmV），工业中习惯上称为微量水分（trace water），而不叫湿度（液体中的微量水含量习惯上也称为微量水分，但尚无明确定义）。

露点——dew point，水蒸气在一个平面上凝结成露的温度。

霜点——当水蒸气的温度低于0℃时，水蒸气在一个平面上凝结成霜的温度。但习惯上对露点和霜点不加区分，统称为露点。

冰点——freezing point，英文中将霜点称为冰点。

湿度——在一定的温度及压力条件下，每单位体积混合气体中所含的水蒸气质量，单位以g/m³或mg/m³表示。

体积百分比——水蒸气在混合气体中所占的体积百分比，单位以%V表示。在微量情况下采用体积百万分比，单位以ppmV表示。

水蒸气分压——是指在湿气体的压力一定时，湿气体中水蒸气的分压力，单位以毫米汞柱（mmHg）表示。

露点温度——在一定温度下，气体中所能容存的水蒸气含量是有限的，超过此限度就会凝结成液体露滴，此时的水蒸气量称之为此温度下的饱和水蒸气量。温度越高，饱和水蒸气量越大。

在一个大气压下，水蒸气达到饱和时的温度称为露点温度，简称露点，单位以℃或℉表示。露点温度和水蒸气含量是一一对应的。

相对湿度——是指每立方米湿气体中所含水蒸气质量与相同条件（同温度同压力）下可能含有的大限度水蒸气质量之比。相对湿度有时也称为水蒸气的饱和度。单位以%表示。

上面的几种表示方法用于气体，下述表示方法主要用于液体，有时也用于表示气体中的水分含量。

质量百分比——水分在液体中所占的质量百分比，单位以%W表示。在微量情况下采用质量百万分比，单位以ppmW表示。

微量水分常用单位换算公式;

①    mg/m³与ppmV之间的换算公式(20℃)

（20℃）

(20℃)

式中  18.015——水的摩尔质量，g;

24.04——20℃、101.325kPa下每摩尔气体的体积，L。

②ppmV与ppmW之间的换算公式

     

式中   18.015——水的摩尔质量;

       M_MIX——混合气体的平均摩尔质量。

③mg/m³与ppmW之间的换算公式(20℃下，空气中)

(20℃)

（20℃）

式中   28.96——空气的摩尔质量，g；

 24.04——20℃、101.325kPa下每摩尔气体的体积，L。

7.1常用的在线微量水分仪

常用的在线微量水分仪主要有以下几种：

①电解式微量水分仪；

②电容式微量水分仪；

③晶体振荡式微量水分仪。

电容式微量水分仪既可用于气体，也可以用于液体，其他只能用于气体，现在为常用是电容式微量水分仪。

此外，还有光电式露点仪（冷却镜面凝析湿度计）、卡尔.费休电量计。这两种仪器常用在的实验室用来校准和标定其他水分仪。

7.2电容式微量水分仪

测量原理

对于一定几何结构的电容器来说，其电容量与两间介质的介电常数ε成正比。不同的物质，ε值都不相等，一般介质的ε值较小，例如一般干燥物质的ε在2.0～5.0之间。但水的ε为81，所以它比一般介质的ε值大的多。当介质中含有水分时，就会使介质的ε值改变，从而引起电容量的变化，这个变化与介质的含水量有线性关系，这就是电容式微量水分仪的基本测量原理。

电容式微量水分仪的优点是：

体积小、测量范围大、响应迅速，样品的温度和压力的变化对测量的准确度影响不大。它不但可以测量气体中的微量水分，也可以测量液体中的微量水分。

电容式微量水分仪的缺点是：

当被测介质含水量很低时，其误差较小，当含水量较高时，其误差增大，随着介质含水量的逐渐增大，误差越来越大。另外，还存在耗气量大，探头需要经常校准的缺点。氧化铝探头的湿敏性能会随着时间的推移逐渐下降，这种现象称之为“老化”，目前解决“老化”问题的办法是定期校准，一般是一年左右校准一次，有时需半年甚至3个月校准一次。

电容式微量水分仪传感器的结构和类型:

电容式微量水分仪的传感器（也称探头），是以铝和能渗水的膜为板，两板间填以氧化铝微孔介质，多孔性的氧化铝可以从含有水分的气体中吸收水气或者从含有水分的液体中吸收水分，这样就使电容器两个板之间介质的介电常数ε发生变化，因而电容量也发生变化。

其制造工艺是在带状的薄铝片或圆柱形铝棒上，通过特殊工艺进行阳氧化处理，形成一层微孔三氧化二铝氧化物，在氧化物层上面蒸镀一薄层金而成。探头的结构一般有两种，一种是带状探头，一种是棒状探头。

 

         局部刨开的电容式探头实物图（带状传感器）

 

电容式电结构示意图（带状传感器）

 

电剖面示意图（带状传感器）

 

           棒状电容传感器探头结构示意图

7.3电容式微量水分仪安装接线注意事项

电容式微量水分仪既属于微量分析仪表，又属于本安防爆仪表。对现场探头和显示变送器之间连接电缆的长度、线馨截面、屏蔽、缘性能及护套颜色都有一定要求。许多因素（特别是电缆长度）会对电缆的分布电容产生影响，从而对测量结果造成影响。

建议使用仪表厂家提供的配套专用电缆。

安装和使用过程中应注意以下问题。

①电缆长度应严格符合仪表厂家的要求，切不可根据现场需要将所配电缆加长或截短。这样做会改变电缆固有的分布电容。

    ②电缆的插接头应注意保护，不可损伤。                                     

    ③连接电缆要一根到底，不允许有中间接头，切不可将几根短电缆连接起来使用。

    ④在标定探头时应将所配电缆同探头连接在一起标定。