濕度測量的基本概念

濕度測量的基本概念

　　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。在生產(chǎn)、國防、科研、航天等部門(mén)，經(jīng)常需要對環(huán)境濕度進(jìn)行測量及控制。但在常規的環(huán)境參數中，濕度是最難準確測量的一個(gè)參數。這是因為測量濕度要比測量溫度復雜得多，溫度是個(gè)獨立的被測量，而濕度卻受其他因素(大氣壓強、溫度)的影響。

　　一、濕度定義

　　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)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。

　　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。

　?、匐p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。

　?、陟o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)。

　?、勐饵c(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。

　?、芨蓾袂蚍?，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。

　?、蓦娮邮綕穸葌鞲衅鞣?/p>

　　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。

　　三、濕度測量方案的選擇

　　現代濕度測量方案最主要的有兩種：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(jìn)行比較，以便客戶(hù)選擇適合自己的濕度測量方法

　　干濕球濕度計的特點(diǎn)：

　　早在18世紀人類(lèi)就發(fā)明了干濕球濕度計，干濕球濕度計的準確度還取決于干球、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(mǎn)足一定要求時(shí)，才能達到規定的準確度。干濕球濕度計的準確度只有5％一7％RH。

　　干濕球測濕法采用間接測量方法，通過(guò)測量干球、濕球的溫度經(jīng)過(guò)計算得到濕度值，因此對使用溫度沒(méi)有嚴格限制，在高溫環(huán)境下測濕不會(huì )對傳感器造成損壞。

　　干濕球測濕法的維護相當簡(jiǎn)單，在實(shí)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(huì )產(chǎn)生老化，精度下降等問(wèn)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(chǎng)合使用。

　　電子式濕度傳感器的特點(diǎn)：

　　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(lái)的。濕度傳感器生產(chǎn)廠(chǎng)在產(chǎn)品出廠(chǎng)前都要采用標準濕度發(fā)生器來(lái)逐支標定，電子式濕度傳感器的準確度可以達到2％一3％RH。

　　在實(shí)際使用中，由于塵土、油污及有害氣體的影響，使用時(shí)間一長(cháng)，會(huì )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(chǎng)商會(huì )標明1次標定的有效使用時(shí)間為1年或2年，到期需重新標定。

　　電子式濕度傳感器的精度水平要結合其長(cháng)期穩定性去判斷，一般說(shuō)來(lái)，電子式濕度傳感器的長(cháng)期穩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體技術(shù)，因此對使用的環(huán)境溫度有要求，超過(guò)其規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(chǎng)合使用。

　　四、濕度傳感器選擇的注意事項

　?、伲x擇測量范圍

　　和測量重量、溫度一樣，選擇濕度傳感器首先要確定測量范圍。除了氣象、科研部門(mén)外，搞溫、濕度測控的一般不需要全濕程(0-100％RH)測量。

　?、?、選擇測量精度

　　測量精度是濕度傳感器最重要的指標，每提高—個(gè)百分點(diǎn)，對濕度傳感器來(lái)說(shuō)就是上一個(gè)臺階，甚至是上一個(gè)檔次。