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濕度和濕度測量小常識
2015-03-21
隨著社會的發(fā)展進(jìn)步，各行各業(yè)甚至在我們平日生活中都和濕度聯(lián)系得很緊密，在很多方面已經(jīng)成為了不可或缺重要的參數(shù)，那么到底怎樣理解“濕度”及和它相關(guān)的其他名詞呢？下面就讓我們一起走進(jìn)“濕度”的大家庭，一同去認(rèn)識一下它們。
一、濕度定義
濕度很久以前就與生活存在著密切的關(guān)系,但用數(shù)量來進(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。首先讓我們先來認(rèn)識一下和濕度相關(guān)的幾個(gè)常用名記詞。
1、飽和水蒸氣壓(Saturation Vapor Pressure) ：氣體中所含水蒸氣的量是有限度的,當(dāng)這個(gè)量達(dá)到限度的狀態(tài)即可稱之為飽和,此時(shí)的水蒸氣壓即稱為飽和水蒸氣壓。此物理量亦隨著溫度,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、相對濕度(Relative humidity)：在計(jì)量法中規(guī)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?？傃灾礆怏w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。 用符號表示為∶rh=e/es×100%
但是,溫度和壓力的變化導(dǎo)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
3、絕對濕度(Absolute humidity) ：單位體積(1m3)的氣體中含有水蒸氣的質(zhì)量(g)。表示∶D=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(zhǔn)。
4、露點(diǎn)(Dew Point)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(dāng)達(dá)到一定溫度時(shí)相對rh達(dá)到100%飽和,此時(shí),繼續(xù)進(jìn)行冷卻的話,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(Dew Point Temperature)。露點(diǎn)在0℃以下結(jié)冰時(shí)即為霜點(diǎn)(Frost Point)。
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(jì)量領(lǐng)域中著名的難題之一。一個(gè)看似簡單的量值，深究起來，涉及相當(dāng)復(fù)雜的物理—化學(xué)理論分析和計(jì)算，初涉者可能會忽略在濕度測量中必需注意的許多因素，因而影響傳感器的合理使用。
常見的濕度測量方法有：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靜態(tài)法中的飽和鹽法，是濕度測量中最常見的方法，簡單易行。但飽和鹽法對液、氣兩相的平衡要求很嚴(yán)，對環(huán)境溫度的穩(wěn)定要求較高。用起來要求等很長時(shí)間去平衡，低濕點(diǎn)要求更長。特別在室內(nèi)濕度和瓶內(nèi)濕度差值較大時(shí)，每次開啟都需要平衡6~8小時(shí)。
②露點(diǎn)法是測量濕空氣達(dá)到飽和時(shí)的溫度，是熱力學(xué)的直接結(jié)果，準(zhǔn)確度高，測量范圍寬。計(jì)量用的精密露點(diǎn)儀準(zhǔn)確度可達(dá)±0.2℃甚至更高。但用現(xiàn)代光—電原理的冷鏡式露點(diǎn)儀價(jià)格昂貴，常和標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器配套使用。
③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，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(xiàn)代測控手段，這些設(shè)備可以做得相當(dāng)精密，卻因設(shè)備復(fù)雜，昂貴，運(yùn)作費(fèi)時(shí)費(fèi)工，主要作為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量之用，其測量精度可達(dá)±2%RH以上。
④干濕球法，這是18世紀(jì)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(dá)到2.5m/s以上。普通用的干濕球溫度計(jì)將此條件簡化了，所以其準(zhǔn)確度只有5~7%RH,干濕球也不屬于靜態(tài)法，不要簡單地認(rèn)為只要提高兩支溫度計(jì)的測量精度就等于提高了濕度計(jì)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，國內(nèi)外在濕度傳感器研發(fā)領(lǐng)域取得了長足進(jìn)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(shù)檢測的方向迅速發(fā)展，為開發(fā)新一代濕度測控系統(tǒng)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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