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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)域中較有名的難題之一。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。
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精確混合。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±2%RH以上。
靜態(tài)法中的飽和鹽法
是溫濕度計測量中常見的方法,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。
露點法
是測量濕空氣達到飽和時的溫度,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±0.2℃甚至更高。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。
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。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 [1] 。
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 [2] 。
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。
濕度儀濕度的表示方法
編輯
濕度表示空氣中水汽的含量或干濕程度,在氣象觀測中常用水汽壓、相對濕度和露點溫度三種物理量表示。
1) 水汽壓(e):是水汽在大氣總壓力中的分壓力。它表示了空氣中水汽的含量的大小,以毫巴為單位??諝馕账幸欢?,達到了*就不再吸收,這個*叫“飽和點”??諝庵兴_到飽和點時的水汽壓,稱為飽和水汽壓(或稱大水汽張力)。飽和水汽壓是溫度的函數(shù),隨溫度升高而增大。在同一溫度下,面上的飽和水汽壓要小于純水面上的飽和水汽壓。
2) 相對濕度(rh):濕空氣中實際水汽壓e與同溫度下飽和水汽壓E的百分比,即
。相對濕度的大小能直接表示空氣距離飽和的相對程度。空氣*干燥時,相對濕度為零。相對濕度越小,表示當(dāng)時空氣越干燥。當(dāng)相對濕度接近于100%時,表示空氣很潮濕,越接近于飽和。
3) 露點(或霜點)溫度:指空氣在水汽含量和氣壓都不改變的條件下,冷卻到飽和時的溫度。形象地說,就是空氣中的水蒸氣變?yōu)槁吨闀r候的溫度叫露點溫度。露點溫度本是個溫度值,可為什么用它來表示濕度呢?這是因為,當(dāng)空氣中水汽已達到飽和時,氣溫與露點溫度相同;當(dāng)水汽未達到飽和時,氣溫一定高于露點溫度。所以露點與氣溫的差值可以表示空氣中的水汽距離飽和的程度。
濕度儀濕度測量方案的選擇
編輯
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 [3] 。
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。
而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,甚至更高。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。
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。
濕度傳感器是采用半導(dǎo)體技術(shù),因此對使用的環(huán)境溫度有要求,超過其規(guī)定的使用溫度將對傳感器造成損壞。
所以電子式濕度傳感器測濕方法更適合于在潔凈及常溫的場合使用 [4]
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)域中較有名的難題之一。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。
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精確混合。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±2%RH以上。
靜態(tài)法中的飽和鹽法
是溫濕度計測量中常見的方法,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。
露點法
是測量濕空氣達到飽和時的溫度,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±0.2℃甚至更高。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。
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。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 [1] 。
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 [2] 。
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。
濕度儀濕度的表示方法
編輯
濕度表示空氣中水汽的含量或干濕程度,在氣象觀測中常用水汽壓、相對濕度和露點溫度三種物理量表示。
1) 水汽壓(e):是水汽在大氣總壓力中的分壓力。它表示了空氣中水汽的含量的大小,以毫巴為單位。空氣吸收水汽有一定*,達到了*就不再吸收,這個*叫“飽和點”??諝庵兴_到飽和點時的水汽壓,稱為飽和水汽壓(或稱大水汽張力)。飽和水汽壓是溫度的函數(shù),隨溫度升高而增大。在同一溫度下,面上的飽和水汽壓要小于純水面上的飽和水汽壓。
2) 相對濕度(rh):濕空氣中實際水汽壓e與同溫度下飽和水汽壓E的百分比,即
。相對濕度的大小能直接表示空氣距離飽和的相對程度??諝?干燥時,相對濕度為零。相對濕度越小,表示當(dāng)時空氣越干燥。當(dāng)相對濕度接近于100%時,表示空氣很潮濕,越接近于飽和。
3) 露點(或霜點)溫度:指空氣在水汽含量和氣壓都不改變的條件下,冷卻到飽和時的溫度。形象地說,就是空氣中的水蒸氣變?yōu)槁吨闀r候的溫度叫露點溫度。露點溫度本是個溫度值,可為什么用它來表示濕度呢?這是因為,當(dāng)空氣中水汽已達到飽和時,氣溫與露點溫度相同;當(dāng)水汽未達到飽和時,氣溫一定高于露點溫度。所以露點與氣溫的差值可以表示空氣中的水汽距離飽和的程度。
濕度儀濕度測量方案的選擇
編輯
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 [3] 。
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。
而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,甚至更高。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。
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。
濕度傳感器是采用半導(dǎo)體技術(shù),因此對使用的環(huán)境溫度有要求,超過其規(guī)定的使用溫度將對傳感器造成損壞。
所以電子式濕度傳感器測濕方法更適合于在潔凈及常溫的場合使用 [4]