Przeliczanie punktu rosy na ppm: prawidłowa ocena wilgoci resztkowej w gazach wysokiej czystości

tutorials

Analizatory wilgoci pokazują punkt rosy w °C, specyfikacje gazów wymagają ppm – a pomiędzy nimi leży funkcja wykładnicza. Kalkulator punkt rosy - ppm (wilgotność gazów) tłumaczy w obie strony i uwzględnia często zapominany wpływ ciśnienia.

Fizyka w tle

Podstawą jest wzór Magnusa na ciśnienie pary nasyconej – poniżej 0 °C liczony poprawnie nad lodem, a nie nad przechłodzoną wodą. Zawartość wilgoci w ppmv wynika ze stosunku ciśnienia cząstkowego pary wodnej do ciśnienia całkowitego: ppmv = e(Td) ÷ p × 10⁶. Ponieważ ciśnienie całkowite stoi w mianowniku, podanie ciśnienia jest decydujące.

Krok po kroku

  1. Wybierz kierunek: punkt rosy → ppm lub ppm → punkt rosy
  2. Wpisz wartość: np. punkt rosy z analizatora wilgoci śladowej
  3. Podaj ciśnienie: 1,013 bar(a) dla atmosferycznego punktu rosy – lub ciśnienie w rurociągu dla ciśnieniowego punktu rosy
  4. Odczytaj wynik: ppmv, mg/Nm³ i klasyfikację jakości gazu

Przykład obliczeniowy

Punkt rosy −70 °C przy ciśnieniu atmosferycznym: ciśnienie pary nasyconej nad lodem ≈ 0,26 Pa, czyli 2,57 ppmv – zgodne z wymaganiem wilgoci resztkowej jakości 5.0 (≤ 5 ppm). Dla 6.0 (≤ 0,5 ppm) punkt rosy musi leżeć poniżej około −80 °C.

Klasyk: ciśnieniowy vs atmosferyczny punkt rosy

Punkt rosy −40 °C przy 7 barach w rurociągu to nie to samo co −40 °C atmosferycznie: po rozprężeniu gazu punkt rosy spada o około 20 K. Kto porównuje odczyty z sieci ciśnieniowej ze specyfikacjami w warunkach normalnych bez przeliczenia, ocenia jakość gazu systematycznie źle – w praktyce to najczęstsze źródło błędów przy odbiorach wilgoci. Przy odbiorach wiążących obowiązują warunki pomiaru z protokołu badań.