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濕度測量常識

     隨著社會的發(fā)展，社會的各行各業(yè)甚在我們?nèi)粘５纳钪卸己蜐穸鹊迷絹碓骄o密，在很多方面已經(jīng)成為了非常重要的參數(shù)，那么到底怎樣理解“濕度”及和它相關(guān)的一些名詞呢？下面就讓我們一起走進“濕度”的大家庭，一同去認(rèn)識一下它們。
 
一、濕度定義
    濕度很久以前就與生活存在著密切的關(guān)系,但用數(shù)量來進行表示較為困難。對濕度的表示方法有濕度、相對濕度、露點、濕氣與干氣的比值（重量或體積）等等。先讓我們先來認(rèn)識一下和濕度相關(guān)的幾個常用名記詞。
   
    1、相對濕度（Relative humidity）：在計量法中規(guī)定,濕度定義為“物象狀態(tài)的量”。日常生活中所指的濕度為相對濕度，用RH%表示?？傃灾?，即氣體中（通常為空氣中）所含水蒸氣量（水蒸氣壓e）與其空氣相同情況下飽和水蒸氣量（飽和水蒸氣壓ｅs）的百分比。　用符號表示為∶rh=e/es×100%
    但是,溫度和壓力的變化導(dǎo)致飽和水蒸氣壓的變化,rh也將隨之而變化。 
    下面解釋一下飽和水蒸氣壓
    飽和水蒸氣壓（Saturation Vapor Pressure） ：氣體中所含水蒸氣的量是有限度的,當(dāng)這個量達(dá)到限度的狀態(tài)即可稱之為飽和,此時的水蒸氣壓即稱為飽和水蒸氣壓。此物理量亦隨著溫度,壓力的變化而變化,并且0℃以下即使同一濕度,與水共存的飽和水蒸氣壓（esw）和與冰共存的飽和水蒸氣壓（esi）的值不同,通常所采用的是與水共存的飽和水蒸氣壓（esw）。
   
    2、濕度（Absolute humidity） ：單位體積（1m3）的氣體中含有水蒸氣的質(zhì)量（g）?！　”硎尽肈=g/m3　　但是,即使水蒸氣量相同,由于溫度和壓力的變化氣體體積也要發(fā)生變化,即濕度D發(fā)生變化。D為容積基準(zhǔn)。
    
    3、露點（Dew Point）溫度較高的氣體其所含水蒸氣也較多,將此氣冷卻后,其所含水蒸氣的量即使不發(fā)生變化,相對濕度增加,當(dāng)達(dá)到一定溫度時相對rh達(dá)到100%飽和,此時,繼續(xù)進行冷卻的話,其中一部分的水蒸氣將凝聚成露。此時的溫度即為露點溫度（Dew Point Temperature）。露點在0℃以下結(jié)冰時即為霜點（Frost Point）。 

二、濕度測量方法
    濕度測量從原理上劃分有二、三十種之多。但濕度測量始終是世界計量領(lǐng)域中的難題之一。一個看似簡單的量值，深究起來，涉及相當(dāng)復(fù)雜的物理—化學(xué)理論分析和計算，初涉者可能會忽略在濕度測量中必需注意的許多因素，因而影響傳感器的合理使用。
    常見的濕度測量方法有：動態(tài)法（雙壓法、雙溫法、分流法），靜態(tài)法（飽和鹽法、硫酸法），露點法，干濕球法和電子式傳感器法。
    ① 雙壓法、雙溫法是基于熱力學(xué)P、V、T平衡原理，平衡時間較長，分流法是基于濕氣和干空氣的混合。由于采用了現(xiàn)代測控手段，這些設(shè)備可以做得相當(dāng)精密，卻因設(shè)備復(fù)雜，昂貴，運作費時費工，主要作為標(biāo)準(zhǔn)計量之用，其測量精度可達(dá)±2%RH以上。
    ② 靜態(tài)法中的飽和鹽法，是濕度測量中 常見的方法，簡單易行。但飽和鹽法對液、氣兩相的平衡要求很嚴(yán)，對環(huán)境溫度的穩(wěn)定要求較高。用起來要求等很長時間去平衡，低濕點要求更長。特別在室內(nèi)濕度和瓶內(nèi)濕度差值較大時，每次開啟都需要平衡6~8小時。
    ③ 露點法是測量濕空氣達(dá)到飽和時的溫度，是熱力學(xué)的直接結(jié)果，準(zhǔn)確度高，測量范圍寬。計量用的精密露點儀準(zhǔn)確度可達(dá)±0.2℃甚更高。但用現(xiàn)代光—電原理的冷鏡式露點儀價格昂貴，常和標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器配套使用。
    ④干濕球法，這是18世紀(jì)就發(fā)明的測濕方法。歷史悠久，使用 普遍。干濕球法是一種間接方法，它用干濕球方程換算出濕度值，而此方程是有條件的：即在濕球附近的風(fēng)速必需達(dá)到2.5m/s以上。普通用的干濕球溫度計將此條件簡化了，所以其準(zhǔn)確度只有5~7%RH,干濕球也不屬于靜態(tài)法，不要簡單地認(rèn)為只要提高兩支溫度計的測量精度就等于提高了濕度計的測量精度。
    ⑤電子式濕度傳感器法
    電子式濕度傳感器產(chǎn)品及濕度測量屬于90年代興起的行業(yè), 近年來，國內(nèi)外在濕度傳感器研發(fā)領(lǐng)域取得了長足進步。濕敏傳感器正從簡單的濕敏元件向集成化、智能化、多參數(shù)檢測的方向迅速發(fā)展，為開發(fā)新一代濕度測控系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件，也將濕度測量技術(shù)提高到新的水平。
   
三、濕度測量方案的選擇
    現(xiàn)代濕度測量方案 主要的有兩種：干濕球測濕法，電子式濕度傳感器測濕法。下面對這兩種方案進行比較，以便客戶選擇適合自己的濕度測量方法。
   
    干濕球濕度計的特點：
    早在18世紀(jì)人類就發(fā)明了干濕球濕度計，干濕球濕度計的準(zhǔn)確度還取決于干球、濕球兩支溫度計本身的精度；濕度計必須處于通風(fēng)狀態(tài)：只有紗布水套、水質(zhì)、風(fēng)速都滿足一定要求時，才能達(dá)到規(guī)定的準(zhǔn)確度。干濕球濕度計的準(zhǔn)確度只有5％一7％RH。
    干濕球測濕法采用間接測量方法，通過測量干球、濕球的溫度經(jīng)過計算得到濕度值，因此對使用溫度沒有嚴(yán)格限制，在高溫環(huán)境下測濕不會對傳感器造成損壞。
    干濕球測濕法的維護相當(dāng)簡單，在實際使用中，只需定期給濕球加水及更換濕球紗布即可。與電子式濕度傳感器相比，干濕球測濕法不會產(chǎn)生老化，精度下降等問題。所以干濕球測濕方法更適合于在高溫及惡劣環(huán)境的場合使用。
   
    電子式濕度傳感器的特點：
    電子式濕度傳感器是近幾十年，特別是近20年才迅速發(fā)展起來的。濕度傳感器生產(chǎn)廠在產(chǎn)品出廠前都要采用標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器來逐支標(biāo)定，電子式濕度傳感器的準(zhǔn)確度可以達(dá)到2％一3％RH。
    在實際使用中，由于塵土、油污及有害氣體的影響，使用時間一長，會產(chǎn)生老化，精度下降，濕度傳感器年漂移量一般都在±2%左右，一般情況下，生產(chǎn)廠商會標(biāo)明1次標(biāo)定的有效使用時間為1年或2年，到期需重新標(biāo)定。九純健科技的濕度傳感器每年的漂移量在±1%以內(nèi)，我們可以對九純健的產(chǎn)品進行免費標(biāo)定，同時也可以為其它品牌的產(chǎn)品代為標(biāo)定。
    電子式濕度傳感器的精度水平要結(jié)合其長期穩(wěn)定性去判斷，一般說來，電子式濕度傳感器的長期穩(wěn)定性和使用壽命不如干濕球濕度傳感器。

四、濕度傳感器選擇的注意事項
    ①．選擇測量范圍
    和測量重量、溫度一樣，選擇濕度傳感器先要確定測量范圍。除了氣象、科研部門外，搞溫、濕度測控的一般不需要全濕程（0-100％RH）測量。
   
    ②、選擇測量精度
    測量精度是濕度傳感器 重要的指標(biāo)，每提高—個百分點，對濕度傳感器來說就是上一個臺階，甚是上一個檔次。因為要達(dá)到不同的精度，其制造成本相差很大，售價也相差甚遠(yuǎn)。所以使用者一定要量體裁衣，不宜盲目追求“高、精、尖”。
    如在不同溫度下使用濕度傳感器，其示值還要考慮溫度漂移的影響。*，相對濕度是溫度的函數(shù)，溫度嚴(yán)重地影響著空間內(nèi)的相對濕度。溫度每變化0.1℃。將產(chǎn)生0.5％RH的濕度變化（誤差）。使用場合如果難以做到恒溫，則提出過高的測濕精度是不合適的。
    多數(shù)情況下，如果沒有的控溫手段，或者被測空間是非密封的，±5％RH的精度就足夠了。對于要求控制恒溫、恒濕的局部空間，或者需要隨時跟蹤記錄濕度變化的場合，再選用±3％RH以上精度的濕度傳感器。
    而精度高于±2％RH的要求恐怕連校準(zhǔn)傳感器的標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器也難以做到，更何況傳感器自身了。相對濕度測量儀表，即使在20—25℃下，要達(dá)到2％RH的準(zhǔn)確度仍是很困難的。通常產(chǎn)品資料中給出的特性是在常溫（20℃±10℃）和潔凈的氣體中測量的 。

     ③、考慮時漂和溫漂
    在實際使用中，由于塵土、油污及有害氣體的影響，使用時間一長，電子式濕度傳器會產(chǎn)生老化，精度下降，電子式濕度傳器年漂移量一般都在±2%左右，甚更高。一般情況下，生產(chǎn)廠商會標(biāo)明1次標(biāo)定的有效使用時間為1年或2年，到期需重新標(biāo)定。
 
    ④、其它注意事項
    濕度傳感器是非密封性的，為保護測量的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性，應(yīng)盡量避免在酸性、堿性及含有機溶劑的氣氛中使用。也避免在粉塵較大的環(huán)境中使用。為正確反映欲測空間的濕度，還應(yīng)避免將傳感器安放在離墻壁太近或空氣不流通的死角處。如果被測的房間太大，就應(yīng)放置多個傳感器。

    有的濕度傳感器對供電電源要求比較高，否則將影響測量精度?；蛘邆鞲衅髦g相互干擾，甚無法工作。使用時應(yīng)按照技術(shù)要求提供合適的、符合精度要求的供電電源。
　　傳感器需要進行遠(yuǎn)距離信號傳輸時，要注意信號的衰減問題。