社會(huì )上的各行各業(yè)甚至在我們日常的生活中都和濕度有著(zhù)緊密的聯(lián)系,隨著(zhù)科技的進(jìn)步,對于濕度的測量越來(lái)越方便、準確,濕度已成為一項非常重要的參數。那么怎樣理解“濕度”及和它相關(guān)的一些名詞呢?
一、濕度定義
濕度很久以前就與生活存在著(zhù)密切的關(guān)系,但用數量來(lái)進(jìn)行表示較為困難。對濕度的表示方法有絕對濕度、相對濕度、露點(diǎn)、濕氣與干氣的比值(重量或體積)等等。首先讓我們先來(lái)認識一下和濕度相關(guān)的幾個(gè)常用名記詞糖度計|鹽度計|酸堿度計|電導計|水分測定儀|濁度計|色度計|粘度計|折射計|滴定儀|密度計|熱流計。
1、相對濕度(Relativehumidity):在計量法中規定,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?!∮梅柋硎緸椤胷h=e/es×100%
但是,溫度和壓力的變化導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(SaturationVaporPressure):氣體中所含水蒸氣的量是有限度的,當這個(gè)量達到限度的狀態(tài)即可稱(chēng)之為飽和,此時(shí)的水蒸氣壓即稱(chēng)為飽和水蒸氣壓。此物理量亦隨著(zhù)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、絕對濕度(Absolutehumidity):?jiǎn)挝惑w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,即絕對濕度D發(fā)生變化。D為容積基準。
3、露點(diǎn)(DewPoint)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,當達到一定溫度時(shí)相對rh達到100%飽和,此時(shí),繼續進(jìn)行冷卻的話(huà),其中一部分的水蒸氣將凝聚成露。此時(shí)的溫度即為露點(diǎn)溫度(DewPointTemperature)。露點(diǎn)在0℃以下結冰時(shí)即為霜點(diǎn)(FrostPoint)。
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)域中著(zhù)名的難題之一。一個(gè)看似簡(jiǎn)單的量值,深究起來(lái),涉及相當復雜的物理—化學(xué)理論分析和計算,初涉者可能會(huì )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(jiàn)的濕度測量方法有:動(dòng)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(diǎn)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(shí)間較長(cháng),分流法是基于絕對濕氣和絕對干空氣的精確混合。由于采用了現代測控手段,這些設備可以做得相當精密,卻因設備復雜,昂貴,運作費時(shí)費工,主要作為標準計量之用,其測量精度可達±2%RH以上。
②靜態(tài)法中的飽和鹽法,是濕度測量中最常見(jiàn)的方法,簡(jiǎn)單易行。但飽和鹽法對液、氣兩相的平衡要求很?chē)?,對環(huán)境溫度的穩定要求較高。用起來(lái)要求等很長(cháng)時(shí)間去平衡,低濕點(diǎn)要求更長(cháng)。特別在室內濕度和瓶?jì)葷穸炔钪递^大時(shí),每次開(kāi)啟都需要平衡6~8小時(shí)。
③露點(diǎn)法是測量濕空氣達到飽和時(shí)的溫度,是熱力學(xué)的直接結果,準確度高,測量范圍寬。計量用的精密露點(diǎn)儀準確度可達±0.2℃甚至更高。但用現代光—電原理的冷鏡式露點(diǎn)儀價(jià)格昂貴,常和標準濕度發(fā)生器配套使用。
④干濕球法,這是18世紀就發(fā)明的測濕方法。歷史悠久,使用最普遍。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(jiǎn)化了,所以其準確度只有5~7%RH,干濕球也不屬于靜態(tài)法,不要簡(jiǎn)單地認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(lái),國內外在濕度傳感器研發(fā)領(lǐng)域取得了長(cháng)足進(jìn)步。濕敏傳感器正從簡(jiǎn)單的濕敏元件向集成化、智能化、多參數檢測的方向迅速發(fā)展,為開(kāi)發(fā)新一代濕度測控系統創(chuàng )造了有利條件,也將濕度測量技術(shù)提高到新的水平。
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