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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“濕度”的大家庭，一同去認識一下它們。
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、濕氣與干氣的比值(重量或體積)等等。首先讓我們先來認識一下和濕度相關(guān)的幾個常用名記詞。
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)這個量達到限度的狀態(tài)即可稱之為飽和,此時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?！∮梅柋硎緸椤胷h=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。
4、露點(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)達到一定溫度時相對rh達到100%飽和,此時,繼續(xù)進行冷卻的話,其中一部分的水蒸氣將凝聚成露。此時的溫度即為露點溫度(Dew Point Temperature)。露點在0℃以下結(jié)冰時即為霜點(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量領(lǐng)域中著名的難題之一。一個看似簡單的量值，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，對環(huán)境溫度的穩(wěn)定要求較高。用起來要求等很長時間去平衡，低濕點要求更長。特別在室內(nèi)濕度和瓶內(nèi)濕度差值較大時，每次開啟都需要平衡6~8小時。
②露點法是測量濕空氣達到飽和時的溫度，是熱力學(xué)的直接結(jié)果，準確度高，測量范圍寬。計量用的精密露點儀準確度可達±0.2℃甚至更高。但用現(xiàn)代光—電原理的冷鏡式露點儀價格昂貴，常和標準濕度發(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，運作費時費工，主要作為標準計量之用，其測量精度可達±2%RH以上。
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，國內(nèi)外在濕度傳感器研發(fā)領(lǐng)域取得了長足進步。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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