浅谈湿度计的选择与校验--严格的校验可以保障传感器长时间提供准确的检测数据

作者:本网编辑 文章来源:《流程工业》(制药) 发布时间:2010-07-05


药品在超净室的生产过程中,通常都要对温度、湿度、压力等工艺参数进行严格的监控

为了保障在湿度检测时得到正确的检测结果,选择合适的湿度计是非常重要的。这也适用于湿度计定期按照可追溯性标准要求而进行的校验。只有这样,才能保证湿度计长期提供可靠的检测数据。

湿度、温度、粉尘颗粒和压力等工艺参数能够给药品的质量带来明显的影响。因此,药品在超净室的生产过程中通常都要对这些工艺参数进行严格的监控。同时欧盟GMP药品生产质量管理规范也对湿度和温度的监控和显示做出了严格的要求和规定。仅对湿度检测传感器本身就规定了非常严格的技术要求。而严格的校验也保障了传感器能够长时间地提供准确的检测数据。

湿度检测的传感器技术

相对湿度表示的是环境大气中水蒸气的含量。它的数值表示在一定的空间范围内、在这一温度条件下,当前空气中所含有的最高水蒸气比例。湿度对物体的膨胀、收缩、硬化、软化,对液体介质粘度的变化,微生物的繁殖,静电荷的增加以及腐蚀、锈蚀都有重要的影响。露点这一概念表示的是:气体中水蒸气达到饱和时的温度。因此,它是表示气体中最小含水量的物理量;例如表示空气中最小含水量的物理量。在实践中,人们检测空气含水量多少的湿度传感器有两大类:一种是检测空气中相对湿度的传感器;另一种是检测露点的传感器。当环境大气中的相对湿度达到10%时,主要采用的是直接检测湿度;当含水量较低时则采用露点检测方法。在特殊情况下,也可在高湿度环境中使用露点检测方法。
可作为湿度传感器和露点传感器使用的湿度计有以下几种:

1.干湿球湿度计

干湿球湿度计是一种最简单的测湿计。它由两个温度计组成:一个是测量当前空气温度的干球温度计;另一个湿球温度计,其球形下部用蒸馏水浸湿的纱布包好,受到水分蒸发的冷却作用。不仅是水分的蒸发量、而且水分蒸发时所吸收的热量都与湿度有关。根据这两支温度计的所示温度数值的差异,结合查表或者环境大气中水蒸气压力计算可以得到相对湿度的数据。这种相对湿度检测方法通常在实验室和气候检测室中使用。

2.机械式湿度计

机械式湿度计利用其受潮后会发生变形的金属片来检测和反映湿度。这一检测原理有着悠久的历史,但其检测精度不高。

3.氯化锂湿度计

氯化锂湿度计是根据氯化锂的吸湿性原理(物质吸收水分子的能力)进行湿度检测的。传感器由具有吸水性能的纺织物构成;而吸湿性的纺织物外部包裹着由(两条电流运动方向相反的、相互绝缘的导线组成的)双线绕组的线圈包起来。该线圈导向的外表涂有氯化锂涂层。向线圈绕组和氯化锂熔液中施加交流电,从而使得线圈发热。根据当时当地的环境大气压力不同,线圈发热后会引起水和氯化锂的蒸发。线圈越干燥,氯化锂熔液中的电阻就越大,通过线圈的电流就越小。这样,就使得线圈冷却下来。这种加热、冷却的交替变化最终会达到一个既不吸收水分也不放出水分的平衡状态。此时的温度与环境空气中的露点有着线性比例关系。

4.电阻式湿度计

电阻式湿度计是利用吸湿后电阻发生变化的金属来表示湿度的。特殊的纯电阻性材料制作的传感器对两个电极的电阻进行检测。它适合于在大批量生产过程中使用;适合于在家用电器和日常生活用品中使用。但是,这种湿度计在湿度很低或者很高时的检测精度不够高。

5.电容式湿度计

电容式湿度计利用薄聚酯涂层材料的电容变化对湿度进行检测。这种湿度计在大多数使用条件下有着足够的精度,因此经常在工业化生产过程中得到应用。

6.露点式湿度计

露点式湿度计利用露点温度下含水空气冷却时冷凝水的结露状况对湿度进行检测。此时,冷凝水的水平面下降到气体露点的水平。在蒸馏水冷凝时,水平面的反射光也在不断的变化。当冷凝水水平面达到一定的稳定状态时,即蒸发和冷凝平衡时,水平面所反映的温度就等于环境气体中的露点温度。这种类型的湿度传感器常用于研究试验工作中。在超净室中,经常使用的是电阻式湿度计、电容式湿度计(露点显示)和露点式湿度计。

小结

上述各种传感器都能够在一般的环境中对环境湿度进行检测。除此以外,第5种和第6种传感器还可在低露点温度时使用。在选择合适的湿度检测传感器时,不仅仅要对传感器的价格和传感器的技术性能进行比较,而且还要根据检测精度、生产厂在不同应用领域中的专业知识以及可以提供的技术服务加以考虑。在湿度传感器的使用过程中,这些因素都有着重要的影响和意义。此外,定期和具有可追溯性的校验也是非常重要的。因为湿度计所显示的数据应该是可靠的、准确的,而且保证长时间的一致性。

湿度计校验服务商的选择

在选择湿度传感器校验服务商之前,您应对自己的校验方案进行核查。每一个提供湿度计校验技术服务的企业都应出具良好的可追溯性证明;至少有第三方实验室出具的、用于内部校验的证书。有些商业性的技术服务公司仅能出具自己的校验认证证书,表示他们的检测可靠性;而有些则不具有可靠的检测性能。

国内的实验室保证他们的可追溯性符合国内标准,并能有所扩展。他们能够提供最高精度的校验。在付出较大的努力后,这些实验室也能完成最高精度的校验。

商业性的校验服务商能够提供较低标准的湿度传感器校验服务,对性能较低的湿度传感器进行校验;例如生产一般仪器设备的仪器生产厂家或者实验室。没有得到授权的服务商则有多种可能性,但他们的校验方案不一定能够得到证实和认可。若被校验的仪器设备不易移动时,则企业自己的校验机构是可以对其进行校验的。当企业成立自己的校验机构时,建立相应的研究机构是非常有益的。

 

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