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温湿度计常见的几种测量方法

2018-10-17

   温湿度计由两只完全相同的温度计构成.其中一只温度计为干泡温度计,另一只为湿泡温度计.温湿度计湿度测量从原理上划分有二、三十种之多。但湿度测量始终是世界计量领域中著名的难题之一。一个看似简单的量值,深究起来,涉及相当复杂的物理-化学理论分析和计算,初涉者可能会忽略在湿度测量中必需注意的许多因素,因而影响传感器的合理使用。

  温湿度计常见的湿度测量方法有:动态法(双压法、双温法、分流法),静态法(饱和盐法、硫酸法),露点法,干湿球法和电子式传感器法。
  1.双压法、双温法是基于热力学P、V、T平衡原理,平衡时间较长,分流法是基于绝对湿气和绝对干空气的精确混合。由于采用了现代测控手段,这些设备可以做得相当精密,却因设备复杂,昂贵,运作费时费工,主要作为标准计量之用,其测量精度可达±2%RH以上。
  2.静态法中的饱和盐法,是湿度测量中最常见的方法,简单易行。但饱和盐法对液、气两相的平衡要求很严,对环境温度的稳定要求较高。用起来要求等很长时间去平衡,低湿点要求更长。特别在室内湿度和瓶内湿度差值较大时,每次开启都需要平衡6~8小时。
  3.露点法是测量湿空气达到饱和时的温度,是热力学的直接结果,准确度高,测量范围宽。计量用的精密露点仪准确度可达±0.2℃甚至更高。但用现代光-电原理的冷镜式露点仪价格昂贵,常和标准湿度发生器配套使用。
  4.干湿球法,这是18世纪就发明的测湿方法。历史悠久,使用最普遍。干湿球法是一种间接方法,它用干湿球方程换算出湿度值,而此方程是有条件的:即在湿球附近的风速必需达到2.5m/s以上。普通用的干湿球温度计将此条件简化了,所以其准确度只有5~7%RH,干湿球也不属于静态法,不要简单地认为只要提高两支温度计的测量精度就等于提高了湿度计的测量精度。
  5.电子式湿度传感器法
  电子式湿度传感器产品及湿度测量属于90年代兴起的行业, 国内外在湿度传感器研发领域取得了长足进步。湿敏传感器正从简单的湿敏元件向集成化、智能化、多参数检测的方向迅速发展,为开发新一代湿度测控系统创造了有利条件,也将湿度测量技术提高到新的水平。
  温湿度计在工业、农业、气象、医疗以及日常生活等方面都得到了广泛的应用,特别是随着科学技发展,对于湿度的检测和控制越来越受到人们的重视并进行了大量的研制工作。通常,理想的湿敏传感器的特性要求是,适合于在宽温、湿范围内使用,测量精度要高;使用寿命要长,稳定性好;响应速度快,湿滞回差小,重现性好;灵敏度高,线形好,温度系数小;制造工艺简单,易于批量生产,转换电路简单,成本低;抗腐蚀,耐低温和高温特性等。

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孙建阳
 

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