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溫濕度計的使用方法與測量原理溫濕度計(jì)的使用方法與測量原理
摘要:溫濕度計濕度定義在計量法中規定,濕度定義(yì)為"物象狀態的量"。日常生活(huó)中所指的濕度為相對濕度,用RH%表示。總言之,即氣體中(通常為空氣中)所含水蒸氣量(水蒸氣壓)與其空氣相同情況下飽(bǎo)和水蒸氣量(飽和(hé)水蒸氣壓)的百分比。濕度很久以(yǐ)前就與生活存(cún)在著密(mì)切的關係,但(dàn)用數量來進行表示較為困難。對濕度的表示方(fāng)法有(yǒu)絕對濕(shī)度、相對(duì)濕度(dù)、露點、濕氣與(yǔ)幹氣的比值(重量(liàng)或體積)等等。 一、溫濕度(dù)計濕度(dù)定義在計量法中規定,濕度定義為"物象狀態的量"。日常生活中所指的濕度為(wéi)相對濕(shī)度,用RH%表示(shì)。總言之,即氣體中(通常(cháng)為空氣中)所含水蒸(zhēng)氣量(水蒸氣壓(yā))與其空氣相同情況下飽和水蒸氣量(飽和水蒸氣壓)的百分比。濕度很久以前就與生活存在著密切(qiē)的關係,但用數量來進行表示較(jiào)為困難。對濕(shī)度的表示(shì)方法有絕對濕度、相對濕度、露點、濕氣與幹氣(qì)的比值(重量(liàng)或體積(jī))等等。 溫濕度計 二、濕度(dù)測量(liàng)方法溫濕度計濕度測(cè)量從原理上劃分有二、三(sān)十種之多。但濕度測量始終是世界計量領域(yù)中著名的難題之一。一個看似簡(jiǎn)單的量值,深究起來,涉及相當複雜的物理-化學理論分析和(hé)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(yīn)而影(yǐng)響傳感器的合理使用。 常見的濕度測量方法有:動態法(雙壓(yā)法、雙溫法、分流法),靜態法(飽和鹽法、硫(liú)酸法(fǎ)),露點法(fǎ),幹濕球法和電子式傳(chuán)感(gǎn)器法。 ①露點法是測量(liàng)濕空氣達到飽和時的溫度,是熱力學的(de)直接結果,準確(què)度高,測(cè)量範圍(wéi)寬。計量用的精密(mì)露點儀準確度可(kě)達±0.2℃甚至更高。但用現代光-電(diàn)原理的冷(lěng)鏡式露點儀(yí)價格昂貴,常和(hé)標準濕度發生器配套使用。 ②幹濕球法,這是18世紀就發(fā)明的(de)測濕方法。曆史(shǐ)悠久,使用(yòng)最普遍。幹濕球法是一種間接方法,它用幹濕球方程換(huàn)算出濕度值,而此方程是有(yǒu)條件的:即在濕球附(fù)近的風速必需達(dá)到2.5m/s以上。普通用的幹濕(shī)球(qiú)溫(wēn)度計將此條件簡化了,所以其準確度隻有(yǒu)5~7%RH,幹濕球也不屬於靜態法,不要(yào)簡單地認為隻要提高兩支溫度計的測量精度(dù)就(jiù)等於提高了濕度計的測量精度。 ③雙壓法、雙溫法是基於熱力學P、V、T平衡原理(lǐ),平衡時間(jiān)較長,分流法(fǎ)是基(jī)於絕對濕(shī)氣和絕對幹空氣的精確混合。由於采用了現代測控手段,這些設備可以做得相當精密,卻因(yīn)設備複雜,昂貴,運作(zuò)費時費工,主要作為(wéi)標準計量之用,其測量精度可達±2%RH以上。 ④靜態法中的(de)飽和鹽法,是濕度(dù)測量中最常見的(de)方(fāng)法,簡單易行。但飽和鹽法對液、氣兩相的(de)平衡要求很(hěn)嚴,對環境溫度的穩定要求較高。用起來要求等很長時間去(qù)平衡,低濕點要求更長。特別在室內濕度和瓶內濕度(dù)差值較大時(shí),每次開啟都需要平衡6~8小時。 ⑤電子式濕度傳感器法電子(zǐ)式濕度傳感器產品及濕度測量屬於(yú)90年代興起的行業,近年(nián)來,國內外在濕度傳感器研發(fā)領域取得了長足進步。濕敏傳感器正從簡單的濕敏元件向集成化、智能化、多參數檢(jiǎn)測的方向迅(xùn)速發展,為開發新一代(dài)濕度測控係(xì)統創造了有利(lì)條件,也將濕度測量技術提高(gāo)到新的水平。 三、濕度測(cè)量方案的選擇現代(dài)濕度測量方案最主要的有兩種:幹濕球測濕(shī)法,電子式濕度傳感(gǎn)器測(cè)濕法。下麵對這兩種方案進(jìn)行比較(jiào),以(yǐ)便客戶(hù)選擇適合自己的(de)濕度測量方法。幹濕(shī)球測濕法(fǎ)的維護相當簡單,在實際使用(yòng)中,隻(zhī)需定期給濕球加水及更換濕球紗布即可(kě)。與電子(zǐ)式濕度傳感器相比,幹濕球(qiú)測濕法(fǎ)不會產生老化,精度下降等問題。所以幹濕球測濕方法更適合於在高溫及惡劣環境的(de)場合(hé)使用。電子式濕度傳感器的特點:而電子式濕度傳感器(qì)是近幾十年,特別是近20年才(cái)迅速發展起來的。濕度傳感器生產廠在產品出廠前都要(yào)采用標準(zhǔn)濕度發生器來逐(zhú)支標定,電子式濕度(dù)傳感器的準確(què)度可以達到(dào)2%一3%RH。在實際使用中(zhōng),由於塵土、油(yóu)汙及有害氣體的(de)影響,使用時間一長,會(huì)產生老化,精度下降,濕度傳感器(qì)年漂(piāo)移量一般都在±2%左右(yòu),甚至更高。 一般情況(kuàng)下,生產廠商會標明1次標定的有效(xiào)使用時間為1年或(huò)2年,到期需重新標定。電子(zǐ)式濕度傳感器的精度水(shuǐ)平要結合其長期穩定性去(qù)判斷,一般(bān)說來,電子式濕度傳感(gǎn)器的長期穩定性和使用(yòng)壽命不如幹濕(shī)球濕度傳感器(qì)。濕(shī)度傳感器是采用半導體技術,因此(cǐ)對使用的環境溫度有要求,超過其規定(dìng)的使用溫度將對傳感器造成損壞。所(suǒ)以電子(zǐ)式濕度傳感器測(cè)濕方法更適合於在潔淨及常溫的場合使用。 四、濕度傳(chuán)感器(qì)選擇(zé)的注意事項 1、選擇測量範圍和測量重量、溫度(dù)一樣(yàng),選擇濕度傳感器首先要確定測量範圍。除了(le)氣象、科研部門外,搞溫、濕度(dù)測控的一般不需(xū)要全濕程(0-100%RH)測(cè)量。 2、考慮時漂和溫漂在實(shí)際(jì)使用中,由於塵土、油汙及有害氣體的影響,使用時間一長,電子式濕度傳器會產生老化,精度下降,電子式濕度傳(chuán)器年漂移量一般都在±2%左右,甚至更高。一般情況下,生產廠商會標明(míng)1次標定的有效使用時間為1年或2年,到期需重新(xīn)標定。 3、選擇測量精度測(cè)量精度是濕度傳感器最重要的(de)指標,每提高-個(gè)百分點,對濕度傳(chuán)感器來說就是上一個台階,甚至是上一個檔(dàng)次。因為要達到(dào)不同的精度,其製造成本相差很(hěn)大,售價也相差甚遠。所以使用者一(yī)定要量(liàng)體(tǐ)裁衣,不宜盲目追求"高、精(jīng)、尖(jiān)"。如在不同(tóng)溫度下使(shǐ)用濕度傳感器,其示值還要考慮溫度漂移的影響。眾所周知,相對(duì)濕度是溫度的函數,溫度嚴重地影(yǐng)響著指定空間內(nèi)的相對濕度。溫度每變化0.1℃。將產(chǎn)生0.5%RH的濕(shī)度(dù)變化(誤(wù)差)。使用場合(hé)如果難以做(zuò)到恒(héng)溫,則提出過高的測濕精度是不合適的。多數情況下,如果沒有精確的控溫手段,或者被測空間是非密封的,±5%RH的精度就足夠了。對於要(yào)求精確控製(zhì)恒溫、恒濕的局部空間,或者需要隨時跟蹤記錄濕度(dù)變化的場合,再選用±3%RH以上精度的濕度(dù)傳(chuán)感器。而精度高於±2%RH的要求恐怕連校準傳感器的標準濕度發生器也難以做到,更何況傳(chuán)感器自身了。相對(duì)濕度測量儀表(biǎo),即使在20-25℃下,要(yào)達到2%RH的準確度仍是很困難(nán)的。通常產品資料中給出(chū)的特性是在常溫(20℃±10℃)和潔淨的氣體中測量的。 4、其(qí)它注意事項濕(shī)度傳感器是非密封性的,為保護(hù)測量的準確度和穩(wěn)定(dìng)性,應盡量避免在酸性、堿性及含有機溶劑的氣氛中使用。也避免(miǎn)在粉塵較(jiào)大(dà)的環(huán)境中(zhōng)使用。為(wéi)正確反映欲測空間的濕度,還應避免將傳感器安放在離牆壁太(tài)近或空氣不(bú)流通的(de)死角處。如果被測(cè)的房間太大,就(jiù)應放置多個傳感(gǎn)器。有的濕度傳(chuán)感器對(duì)供電電源要求(qiú)比較高,否則將(jiāng)影響測量精度。或(huò)者傳感器之(zhī)間相互幹擾,甚至無法工作。使用(yòng)時應按(àn)照技術要求提供合適的、符合精度要求的供電電源。傳感器需(xū)要進行遠距離信號傳輸時,要注意信號的衰減問題。當傳輸距離超過200m以上時,建議選用頻率輸出信號的濕度傳感器。 |
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