濕度測量技術(shù)

2023/2/51空氣濕度測量技術(shù)2023/2/52主要內(nèi)容濕度的概念濕度測量方法2023/2/53一、濕度的概念1、絕對(duì)濕度2、相對(duì)濕度3、含濕量濕度是表示空氣中水蒸汽含量多少的尺度。常用來表示空氣濕度的方法有：絕對(duì)濕度、相對(duì)濕度和含濕量。2023/2/54知道被測空氣的水蒸氣分壓力，及干球溫度即可求得絕對(duì)濕度。每m3濕空氣在標(biāo)況下（0℃，1大氣壓）所含水蒸汽的重量，即水蒸氣密度。單位為g/m3。由氣體狀態(tài)方程：1．絕對(duì)濕度2023/2/552．相對(duì)濕度相對(duì)濕度就是空氣中水蒸汽分壓力Pn與同溫度下飽和水蒸汽分壓力Pb之比值。2023/2/56絕對(duì)濕度只能說明濕空氣中實(shí)際所含水蒸汽的質(zhì)量，而不能說明濕空氣干燥或潮濕的程度及吸濕能力的大小。相對(duì)濕度表征濕空氣中水蒸氣接近飽和含量的程度。φ值小，說明濕空氣飽和程度小，吸收水蒸氣的能力強(qiáng)；φ值大則說明濕空氣飽和程度大，吸收水蒸氣的能力弱。2023/2/573．含濕量含濕量就是濕空氣中，每千克干空氣所含有的水蒸汽的質(zhì)量。因?yàn)樗魵馀c干空氣均勻混合，故Vn=V，Tn=T，又：Rn=461，R=2872023/2/58所以，當(dāng)大氣壓力為定值，含濕量是水蒸氣分壓力的函數(shù)。

2023/2/59二、濕度測量方法1、干濕球法測量干濕球溫度來確定相對(duì)濕度2、露點(diǎn)法測量干球、露點(diǎn)溫度來確定相對(duì)濕度3、吸濕法（電子傳感器法）利用空氣濕度與物質(zhì)電阻或電容關(guān)系2023/2/5101．干濕球法

干濕球濕度計(jì)的基本原理為：當(dāng)大氣壓力B和風(fēng)速v不變時(shí)，利用被測空氣相應(yīng)于濕球溫度下飽和水蒸氣壓力和干球溫度下的水蒸氣分壓力之差，與干濕球溫度之差之間存在的數(shù)量關(guān)系確定空氣濕度。

2023/2/511根據(jù)t、ts分別對(duì)應(yīng)有確定的Pb、Pb,s值，所以根據(jù)干、濕球溫度計(jì)的讀數(shù)差，即可由上式確定被測空氣的相對(duì)濕度。測得干球溫度和濕球溫度可計(jì)算相對(duì)濕度。適用范圍：大于0℃。2023/2/5121.1普通干濕球濕度計(jì)TwTs構(gòu)造：同精度溫度計(jì)兩支、脫脂紗布、蒸餾水。特點(diǎn)：無風(fēng)速控制，無屏蔽輻射；水易污染；測量誤差較大。注意：①濕球溫度計(jì)安裝時(shí)，要求溫度計(jì)的球部離開水杯上沿至少2～3cm，②應(yīng)使?jié)袂驕囟扔?jì)周圍空氣流通。2023/2/5131.2通風(fēng)干濕球濕度計(jì)（阿斯曼）構(gòu)造溫度計(jì)置于金屬套管內(nèi)微型風(fēng)機(jī)，通風(fēng)風(fēng)速特點(diǎn)濕球附近風(fēng)速固定在不小于2.5m/s金屬套管屏蔽輻射蒸餾水隨時(shí)滴入TwTs2023/2/5142023/2/5151.3電動(dòng)干濕球濕度計(jì)

為了能自動(dòng)顯示空氣的相對(duì)濕度和遠(yuǎn)距離傳送濕度信號(hào)，采用電動(dòng)干濕球溫度計(jì)。它的干濕球是用金屬電阻（鎳電阻）代替膨脹式溫度計(jì)，并設(shè)置一個(gè)微型軸流風(fēng)機(jī)，以便在熱電阻周圍造成不小于2.5m/s的風(fēng)速，提高測量精度。

2023/2/516airinairout干球熱電阻濕球熱電阻2023/2/5172、露點(diǎn)法濕度測量基本原理：先測定露點(diǎn)溫度tL，然后確定對(duì)應(yīng)于tL的飽和水蒸氣壓力PL。顯然，PL即為被測空氣的水蒸氣分壓力Pn。測試基本方法：將被測空氣冷卻，當(dāng)濕空氣冷卻到水蒸氣達(dá)到飽和并開始凝結(jié)出水分時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度。2023/2/518充滿乙醚溶液主要缺點(diǎn)：當(dāng)冷卻表面上出現(xiàn)露珠的瞬間，需立即測定表面溫度，但一般不易測準(zhǔn)，而容易造成較大的測量誤差。2.1露點(diǎn)濕度計(jì)2023/2/5192.2光電式露點(diǎn)濕度計(jì)光電式露點(diǎn)濕度計(jì)是使用光電原理直接測量氣體露點(diǎn)溫度的一種電測法濕度計(jì)。其測量準(zhǔn)確度高，可靠性強(qiáng)，使用范圍廣，尤其適用于低溫狀態(tài)。高度光潔的露點(diǎn)鏡；高精度的光學(xué)與熱電制冷調(diào)節(jié)系統(tǒng)；采樣氣體需潔凈。2023/2/520HNP-50型冷鏡式露點(diǎn)儀露點(diǎn)溫度測量范圍：-65～20℃測試準(zhǔn)確度：RH(換算精度0.1%)

顯示靈敏度：±0.1℃樣氣流量：0.4-1.0L∕min2023/2/521某些物質(zhì)放在空氣中，其含濕量與空氣的相對(duì)濕度有關(guān)；而含濕量大小又引起本身電阻的變化。因此可以通過這種傳感器將空氣相對(duì)濕度轉(zhuǎn)換為其電阻值的測量。這種方法稱為吸濕法濕度測量。3、吸濕法濕度傳感器2023/2/522氯化鋰是一種在大氣中不分解、不揮發(fā)，也不變質(zhì)而具有穩(wěn)定的離子型無機(jī)鹽類。其吸濕量與空氣相對(duì)濕度成一定函數(shù)關(guān)系，隨著空氣相對(duì)濕度的增減變化，氯化鋰吸濕量也隨之變化。當(dāng)氯化鋰溶液吸收水汽后，使導(dǎo)電的離子數(shù)增加，因此導(dǎo)致電阻的降低；反之，則使電阻增加。氯化鋰電阻濕度計(jì)的傳感器就是根據(jù)這一原理工作的。3.1氯化鋰電阻濕度計(jì)氯化鋰電阻濕度傳感器分梳狀和柱狀。在梳狀或柱狀電極間的電阻值的變化反映了空氣相對(duì)濕度的變化。2023/2/523注意：為了避免氯化鋰溶液發(fā)生電解，電極兩端應(yīng)接交流電。量程窄，一般為15%～20%，例如，0.05%的濃度對(duì)應(yīng)感濕范圍為80%-100%，0.2%的濃度對(duì)應(yīng)的感濕范圍為60%-80%。環(huán)境溫度對(duì)輸出影響較大，因此要進(jìn)行溫度補(bǔ)償。最高使用溫度55℃，當(dāng)大于55℃，氯化鋰溶液容易蒸發(fā)。氯化鋰傳感器的測濕范圍與所涂氯化鋰濃度及其它成分有關(guān)。采用某一濃度制作的元件在其有效的感濕范圍內(nèi)，其電阻值隨周圍空氣相對(duì)濕度的變化符合指數(shù)關(guān)系。當(dāng)濕度低于其有效的感濕范圍時(shí)，其阻值迅速增加，趨于無限大；而當(dāng)高于該范圍時(shí)，其阻值變得非常小，乃至趨于零。2023/2/524擴(kuò)大氯化鋰濕度計(jì)的測量范圍R1R2R3R4rrrrABRAB=f()75~95%55~75%35~55%15~35%為擴(kuò)大測量范圍，可采用多片組合傳感器。2023/2/525將氯化鋰濕度測頭接入交流電橋，此電橋?qū)鞲衅鞯碾娮栊盘?hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟妷盒盘?hào)。此電壓經(jīng)放大、檢波整流變成與相對(duì)濕度成一定函數(shù)關(guān)系的直流電壓，再經(jīng)電壓-電流轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)0-10mA的電流信號(hào)。2023/2/5263.2高分子電阻濕度計(jì)

使用高分子固體電解質(zhì)材料制作感濕膜，當(dāng)相對(duì)濕度大時(shí)，膜中的可移動(dòng)離子濃度增大，電阻減少，當(dāng)相對(duì)濕度降低時(shí)，膜中的可運(yùn)動(dòng)離子濃度減少，電阻阻值增大。這樣可通過電極間的電阻值的變化測量相對(duì)濕度。

2023/2/527HPR-MQ-M52R（M52R）是一款高分子濕度傳感器。在空調(diào)、加濕器、除濕機(jī)等民用家電產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用。2023/2/5283.3金屬氧化物陶瓷電阻濕度計(jì)由金屬氧化物多孔性陶瓷燒結(jié)而成。燒結(jié)體上有微孔，可使?jié)衩魧游交蜥尫潘肿?，造成其電阻值的改變?/p>

主要有：MgCr2O4-TiO2陶瓷濕度傳感器、NiO陶瓷濕度傳感器。特點(diǎn)：傳感器電阻的對(duì)數(shù)值與濕度成線性關(guān)系，測濕范圍、工作溫度范圍寬。

2023/2/5294、飽和鹽溶液濕度校正裝置

濕度計(jì)的標(biāo)定與校正需要一個(gè)維持恒定相對(duì)濕度的校正裝置，并且用一種可作為基準(zhǔn)的方法去測定其中的相對(duì)濕度，再將被校正儀表放入此裝置進(jìn)行標(biāo)定。2023/2/530關(guān)鍵：①實(shí)現(xiàn)不同范圍內(nèi)維持恒定的相對(duì)濕度空間，②可作基準(zhǔn)的高精度標(biāo)定儀器，水的飽和蒸氣壓是溫度的函數(shù)，溫度愈高，飽和蒸氣壓也愈高。當(dāng)向水中加入鹽類，溶液中的水分蒸發(fā)受到限制，使其飽和蒸氣壓降低，降低的程度與鹽類的種類有關(guān)。根據(jù)不同的鹽類對(duì)應(yīng)的飽和蒸氣壓不同，即對(duì)應(yīng)的相對(duì)濕度不同實(shí)現(xiàn)濕度傳感器的標(biāo)定。2023/2/5312023/2/532溫度范圍濕度范圍精度響應(yīng)時(shí)間(s)阿斯曼5~505~95%2~5%很長氯化鋰電阻式5~5015~95%2~5%10，50高分子電容式5~5015~95%2~5%<10金屬陶瓷電阻式0~605~90%2~5%<=3露點(diǎn)計(jì)-40~1000~100%1較短2023/2/533作業(yè)：1、什么是電容濕度計(jì)，有何特點(diǎn)？2、氯化鋰露點(diǎn)濕度計(jì)測溫原理，與氯化鋰