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2018-08-06
概述各种测定气体中微量水的分析方法：光腔衰荡光谱法、电解法、露点法、卡尔费休库仑法、重量 法及碳化钙法的测定原理及其优缺点；并详细列举和归纳了不同种类气体产品测定水分含量所采用的方法，为 企业和质监部门监控气体产品质量提供了可参考的技术信息。 关键词：气体；水分含量；分析方法；概述使其达到含水量，即目前气体中水分
水分的测定分析方法可分为物理方法和化学方 法两大类，如：光腔衰荡光谱法、电解法、露点 法、卡尔费休库仑法、重量法、碳化钙法等。下面 对其中几种主要的方法做简单介绍。
一束单波长激光进入光腔后，光束在腔镜之间 来回反射。当切断光源后，其能量就会随时间而衰 减，衰减的速度与光腔自身的损耗（包括透射、气源是仅次于电源的一种动力源，气源同时还 是一种重要的工艺介质，这种双重身份使气体在工 业基础中充当了重要的角色。气体的生产和使用都 要考虑到水分的影响。
水有时也被认为是一种 “溶剂”，这是由于它的独特的物理和化学性 质决定的。各个领域的研究及应用中都涉及到水分 的分析，微电子工业、石油、化工领域尤为突出。 超高纯度气体对于半导体集成电路中所要求的越来 越小的几何特征具有极其重要的作用。经证实，气 体中只要有十亿分之几（10-的水分就可在硅 片上导致瑕疵。
工业生产气体中水分不同于其他气体杂质 (O2、N2、CH4、CO2等），水分的存留与氢键有关，氢键比其他作用的范德华力和偶极矩力表现出 更强的吸引力，因此水分被固体表面吸附就很难除 去。一般用长时间吹扫的方法除去气体中的水分，和腔内被测组分（介质）的吸收有关。
对于给定的光腔，其自身的损耗为常量。光能量衰减 的速度与被测组分的含量有关。被测组分的含量与 其分子在光腔内的密度成正比，分子的密度由衰荡 时间确定。因此可以通过测量光腔衰荡时间来测量 样品中的水分含量。
该方法适用于测定纯气、高纯气中微量水分的 体积分数。基于光腔衰荡 光谱法生产的激光震荡衰减水分分析仪检测限 达2 X 10-9，不但可以快速、准确地分析气体中水 分含量，而且不需要标准样气。此仪器还可以用于 腐蚀性和有毒气体（如PH3、NH3等）中微量水 分的检测。缺点是昂贵的价格限制了激光震荡衰减 水分分析仪在企业和质检部门的普遍使用。目前美国已推出 MTO-1000, Laser-Trace 等系列激光震荡衰减水分分析仪。
用涂敷了磷酸的两电极形成一个电解池，在两 电极间施加一直流电压，气体中的水分被池内作为 吸湿剂的五氧化二磷膜层连续吸收，生成磷酸，并 被电解为氢和氧，同时五氧化二磷得以再生。当吸 收和电解达到平衡后，进入电解池的水分全部被五 氧化二磷膜层吸收，并全部被电解。若已知环境温 度、环境压力和样气流量，根据法拉第电解定律和 气体定律可推导出水的电解电流与样气湿度之间的 关系，电解电流的大小正比于气体湿度，因此可通 过测量电解电流来测量样气的湿度。
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