濕度測量技術(shù)

1、2021-7-2612021-7-262n濕度的概念n濕度測量方法2021-7-263n1、絕對濕度、絕對濕度n2、相對濕度、相對濕度n3、含濕量、含濕量n 濕度是表示空氣中水蒸汽含量多少的尺度。常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：絕對濕度、相對濕用來表示空氣濕度的方法有：絕對濕度、相對濕度和含濕量。度和含濕量。2021-7-264TPTPTRPnnnn169. 21000461n 知道被測空氣的水蒸氣分壓力，及干球溫度即可求得知道被測空氣的水蒸氣分壓力，及干球溫度即可求得絕對濕度。絕對濕度。每每m3濕空氣在標(biāo)況下（濕空氣在標(biāo)況下（0，1大氣壓）所含水蒸汽大氣壓

2、）所含水蒸汽的重量，即水蒸氣密度。單位為的重量，即水蒸氣密度。單位為g/m3。TRPnnn由氣體狀態(tài)方程：由氣體狀態(tài)方程：1絕對濕度絕對濕度2021-7-265%100bnPP2相對濕度相對濕度相對濕度就是空氣中水蒸汽分壓力相對濕度就是空氣中水蒸汽分壓力Pn與同溫度下飽和水蒸與同溫度下飽和水蒸汽分壓力汽分壓力Pb之比值之比值。2021-7-266u絕對濕度只能說明濕空氣中實際所含水蒸汽絕對濕度只能說明濕空氣中實際所含水蒸汽的質(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。度及吸濕能力的大小。 u相對濕度表征濕空氣中水蒸氣接近飽和含量相對濕度表征濕空

3、氣中水蒸氣接近飽和含量的程度。的程度。值小，說明濕空氣飽和程度小，值小，說明濕空氣飽和程度小，吸收水蒸氣的能力強；吸收水蒸氣的能力強；值大則說明濕空氣值大則說明濕空氣飽和程度大，吸收水蒸氣的能力弱。飽和程度大，吸收水蒸氣的能力弱。2021-7-2673含濕量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。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。mmdn1000nnnnnTRmVPmRTPV因為水蒸氣與干空氣均勻混合，故因為水蒸氣與干空氣均勻混合，故Vn=V，Tn=T，又：，又：Rn=461，R=2872021-7-268n所以，當(dāng)大氣壓力為定值，含濕量是水蒸氣分所以，

4、當(dāng)大氣壓力為定值，含濕量是水蒸氣分壓力的函數(shù)。壓力的函數(shù)。 bbnnnnwwwwnnnnnPBPPBPPPPPVPTRTRVPmmd622622622461287100010001000bbnnnnwwwwnnnnwSPBPPBPPPPPVPTRTRVPmmd622622622461287100010001000bbnnnnnnnnnPBPPBPPPPPVPTRTRVPmmd622622622461287100010001000bbnnnnwwwwnnnnwSPBPPBPPPPPVPTRTRVPmmd6226226224612871000100010002021-7-2691、干濕球法、干濕球

5、法測量干濕球溫度來確定相對濕度測量干濕球溫度來確定相對濕度2、露點法、露點法測量干球、露點溫度來確定相對濕度測量干球、露點溫度來確定相對濕度3、吸濕法（電子傳感器法）、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)系利用空氣濕度與物質(zhì)電阻或電容關(guān)系2021-7-26101干濕球法干濕球法 干濕球濕度計的干濕球濕度計的基本原理基本原理為：當(dāng)大氣壓力為：當(dāng)大氣壓力B和風(fēng)速和風(fēng)速v不變時，利用被測空氣相應(yīng)于濕球溫度下飽和水蒸氣壓不變時，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

6、空氣濕度。差之間存在的數(shù)量關(guān)系確定空氣濕度。 BttAPPssbn)(.%100bnPP%100)(.bssbbnPBttAPPP2021-7-2611根據(jù)根據(jù)t、ts分別對應(yīng)有確定的分別對應(yīng)有確定的Pb、Pb,s值，所以根據(jù)干、濕值，所以根據(jù)干、濕球溫度計的讀數(shù)差，即可由上式確定被測空氣的相對濕度。球溫度計的讀數(shù)差，即可由上式確定被測空氣的相對濕度。 測得干球溫度和濕球溫度可計算相對濕度。測得干球溫度和濕球溫度可計算相對濕度。適用范圍：大于適用范圍：大于0。%100)(.bssbbnPBttAPPP2021-7-26121.1 普通干濕球濕度計普通干濕球濕度計nTwnTsn構(gòu)造：同精度溫度計

7、兩支、脫脂紗布、構(gòu)造：同精度溫度計兩支、脫脂紗布、蒸餾水。蒸餾水。n特點：特點： n無風(fēng)速控制，無屏蔽輻射；無風(fēng)速控制，無屏蔽輻射；n水易污染；水易污染；n測量誤差較大。測量誤差較大。n注意：注意： 濕球溫度計安裝時，要求溫度計的球濕球溫度計安裝時，要求溫度計的球部離開水杯上沿至少部離開水杯上沿至少23cm， 應(yīng)使?jié)袂驕囟扔嬛車諝饬魍?。?yīng)使?jié)袂驕囟扔嬛車諝饬魍ā?021-7-26131.2 通風(fēng)干濕球濕度計（阿斯曼）通風(fēng)干濕球濕度計（阿斯曼）n構(gòu)造構(gòu)造 n溫度計置于金屬套管內(nèi)溫度計置于金屬套管內(nèi)n微型風(fēng)機，通風(fēng)風(fēng)速微型風(fēng)機，通風(fēng)風(fēng)速n特點特點 n濕球附近風(fēng)速固定在不小于濕球附近風(fēng)速固定在不

8、小于2.5m/sn金屬套管屏蔽輻射金屬套管屏蔽輻射n蒸餾水隨時滴入蒸餾水隨時滴入nTwnTs2021-7-26142021-7-26151.3 電動干濕球濕度計電動干濕球濕度計 為了能自動顯示空氣的相對濕度和遠(yuǎn)距離傳送濕為了能自動顯示空氣的相對濕度和遠(yuǎn)距離傳送濕度信號，采用電動干濕球溫度計。它的干濕球是用金度信號，采用電動干濕球溫度計。它的干濕球是用金屬電阻（鎳電阻）代替膨脹式溫度計，并設(shè)置一個微屬電阻（鎳電阻）代替膨脹式溫度計，并設(shè)置一個微型軸流風(fēng)機，以便在熱電阻周圍造成不小于型軸流風(fēng)機，以便在熱電阻周圍造成不小于2.5m/s的的風(fēng)速，提高測量精度。風(fēng)速，提高測量精度。 2021-7-261

9、6nair innair outn干球干球熱電阻熱電阻n濕球濕球n熱電阻熱電阻2021-7-26172、露點法濕度測量、露點法濕度測量 基本原理：先測定露點溫度基本原理：先測定露點溫度tL，然后確定對應(yīng)于，然后確定對應(yīng)于tL的飽和水蒸氣壓力的飽和水蒸氣壓力PL。 顯然，顯然， PL即為被測空氣的水蒸氣分壓力即為被測空氣的水蒸氣分壓力Pn。%100 %100bnbLPPPP測試基本方法：將被測空氣冷卻，當(dāng)濕空氣冷卻到測試基本方法：將被測空氣冷卻，當(dāng)濕空氣冷卻到水蒸氣達到飽和并開始凝結(jié)出水分時所對應(yīng)的溫度。水蒸氣達到飽和并開始凝結(jié)出水分時所對應(yīng)的溫度。2021-7-2618n充滿乙醚充滿乙醚溶液溶

10、液主要缺點：主要缺點：n當(dāng)冷卻表面上出當(dāng)冷卻表面上出現(xiàn)露珠的瞬間，需現(xiàn)露珠的瞬間，需立即測定表面溫度，立即測定表面溫度，但一般不易測準(zhǔn)，但一般不易測準(zhǔn)，而容易造成較大的而容易造成較大的測量誤差。測量誤差。2.1 露點濕度計露點濕度計2021-7-26192.2 光電式露點濕度計光電式露點濕度計光電式露點濕度計是使用光電原理直接測量氣體露點溫度的光電式露點濕度計是使用光電原理直接測量氣體露點溫度的一種電測法濕度計。其測量準(zhǔn)確度高，可靠性強，使用范圍一種電測法濕度計。其測量準(zhǔn)確度高，可靠性強，使用范圍廣，尤其適用于低溫狀態(tài)。廣，尤其適用于低溫狀態(tài)。高度光潔的高度光潔的露點鏡；高露點鏡；高精度的光學(xué)

11、精度的光學(xué)與熱電制冷與熱電制冷調(diào)節(jié)系統(tǒng)；調(diào)節(jié)系統(tǒng)；采樣氣體需采樣氣體需潔凈。潔凈。2021-7-2620露點溫度測量范圍：露點溫度測量范圍：- 65 20 測試準(zhǔn)確度：測試準(zhǔn)確度：RH ( 換算精度換算精度 0.1% ) 顯示靈敏度：顯示靈敏度： 0.1 樣氣流量樣氣流量 ：0.4 -1.0Lmin2021-7-2621某些物質(zhì)放在空氣中，其含濕量與空氣的相對濕度有關(guān)；而某些物質(zhì)放在空氣中，其含濕量與空氣的相對濕度有關(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濕度轉(zhuǎn)換為其電阻值的測量。這種方法稱為吸器將空氣相對濕度轉(zhuǎn)

12、換為其電阻值的測量。這種方法稱為吸濕法濕度測量。濕法濕度測量。3、吸濕法濕度傳感器、吸濕法濕度傳感器2021-7-2622n氯化鋰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)定的離子型無機鹽類。其吸濕量與空氣相對濕度成一定函數(shù)關(guān)系，隨著空氣相對濕度的增減變化，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 氯化鋰電阻濕度計氯化鋰電阻濕度計氯化鋰電阻濕度傳感器分梳狀梳狀和柱狀柱狀。在梳狀或柱狀電極間的電阻值的變化反映了空氣相對濕度的變化。2021-7-2623注意注意：v為

13、了避免氯化鋰溶液發(fā)生電解，電極兩端應(yīng)接交流電。為了避免氯化鋰溶液發(fā)生電解，電極兩端應(yīng)接交流電。v量程窄，一般為量程窄，一般為15%20%，例如，例如，0.05%的濃度對的濃度對應(yīng)感濕范圍為應(yīng)感濕范圍為80%-100%，0.2%的濃度對應(yīng)的感濕范的濃度對應(yīng)的感濕范圍為圍為60%-80%。v環(huán)境溫度對輸出影響較大，因此要進行溫度補償。環(huán)境溫度對輸出影響較大，因此要進行溫度補償。v最高使用溫度最高使用溫度5555，當(dāng)大于，當(dāng)大于5555，氯化鋰溶液容易蒸發(fā)。，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

14、有效它成分有關(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濕度的的感濕范圍內(nèi)，其電阻值隨周圍空氣相對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，其阻值迅速增加，趨于無限大；而當(dāng)高于圍時，其阻值迅速增加，趨于無限大；而當(dāng)高于該范圍時，其阻值變得非常小，乃至趨于零。該范圍時，其阻值變得非常小，乃至趨于零。2021-7-2624n擴大氯化鋰濕度計的測量范圍擴大氯化鋰濕度計的測量范圍nR1nR2nR3nR4nrnrnrnrnAnBnRAB=f()n7595% n5575%n3555%n1535%為擴大測量范圍，可采用多片組合傳

15、感器。為擴大測量范圍，可采用多片組合傳感器。2021-7-2625n將氯化鋰濕度測頭接入交流電橋，此電橋?qū)鞲衅鞯膶⒙然嚌穸葴y頭接入交流電橋，此電橋?qū)鞲衅鞯碾娮栊盘栟D(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟妷盒盘枴４穗妷航?jīng)放大、檢波電阻信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟妷盒盘?。此電壓?jīng)放大、檢波整流變成與相對濕度成一定函數(shù)關(guān)系的直流電壓，再整流變成與相對濕度成一定函數(shù)關(guān)系的直流電壓，再經(jīng)電壓經(jīng)電壓- -電流轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電流轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)0-10mA0-10mA的電流信號的電流信號。2021-7-26263.2 高分子電阻濕度計高分子電阻濕度計 使用高分子固體電解質(zhì)使用高分子固體電解質(zhì)材料制作感濕膜，當(dāng)相材料制作感濕膜，當(dāng)相對濕度大

16、時，膜中的可對濕度大時，膜中的可移動離子濃度增大，電移動離子濃度增大，電阻減少，當(dāng)相對濕度降阻減少，當(dāng)相對濕度降低時，膜中的可運動離低時，膜中的可運動離子濃度減少，電阻阻值子濃度減少，電阻阻值增大。這樣可通過電極增大。這樣可通過電極間的電阻值的變化測量間的電阻值的變化測量相對濕度。相對濕度。 2021-7-2627HPR-MQ-M52Rn（M52R）是一款高分子）是一款高分子濕度傳感器。在空調(diào)、加濕濕度傳感器。在空調(diào)、加濕器、除濕機等民用家電產(chǎn)品器、除濕機等民用家電產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用。中得到了廣泛的應(yīng)用。 2021-7-26283.3 金屬氧化物陶瓷電阻濕度計金屬氧化物陶瓷電阻濕度計 由金

17、屬氧化物多孔性陶瓷燒結(jié)而成。燒結(jié)體上有微孔，可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肿樱斐善潆娮柚档母淖兪節(jié)衩魧游交蜥尫潘肿?，造成其電阻值的改變?主要有：主要有：MgCr2O4-TiO2陶瓷陶瓷濕度傳感器、濕度傳感器、NiO陶瓷濕度傳感器。陶瓷濕度傳感器。特點：特點：傳感器電阻的對傳感器電阻的對數(shù)值與濕度成線性關(guān)系，數(shù)值與濕度成線性關(guān)系，測濕范圍、工作溫度范測濕范圍、工作溫度范圍寬。圍寬。 2021-7-26294、飽和鹽溶液濕度校正裝置、飽和鹽溶液濕度校正裝置 濕度計的標(biāo)定與校正需要一個維持恒定相對濕度計的標(biāo)定與校正需要一個維持恒定相對濕度的校正裝置

18、，并且用一種可作為基準(zhǔn)的方濕度的校正裝置，并且用一種可作為基準(zhǔn)的方法去測定其中的相對濕度，再將被校正儀表放法去測定其中的相對濕度，再將被校正儀表放入此裝置進行標(biāo)定。入此裝置進行標(biāo)定。2021-7-2630關(guān)鍵：關(guān)鍵：實現(xiàn)不同范圍內(nèi)維持恒定的相對濕度空間，實現(xiàn)不同范圍內(nèi)維持恒定的相對濕度空間， 可作基準(zhǔn)的高精度標(biāo)定儀器，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。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，降低的程度與鹽類制，使其飽和蒸氣壓降低，降低的程度與鹽類的種類有關(guān)。的種類有關(guān)。 根據(jù)不同的鹽類對應(yīng)的飽和蒸氣壓不同，即對根據(jù)不同的鹽類對應(yīng)的飽和蒸氣壓不同，即對應(yīng)的相對濕度不同實現(xiàn)濕度傳感器的標(biāo)定。應(yīng)的相對濕度不同實現(xiàn)濕度傳感器的標(biāo)定。2021-7-26312021-7-2632溫度范圍溫度范圍 濕度范圍濕度范圍 精度精度響應(yīng)時間響應(yīng)時間(s)阿斯曼阿斯曼550595%25%很長很長氯化鋰電氯化鋰電阻式阻式5501595%25%10，50高分子電高分子電容式容式5501595%25%10金屬陶瓷金屬陶瓷電阻式電阻式060590%25%=3露點計露點計-401000100%1較短較短2021-7-2633作業(yè)：作業(yè)：