湿度测量方法幻灯片.ppt

《湿度测量方法幻灯片.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《湿度测量方法幻灯片.ppt（75页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、湿度测量方法第1页，共75页，编辑于2022年，星期一在纺织行业的应用：对纺织纤维性能的影响在相对湿度增大时，由于纤维吸湿后的分子间距离增大，故在相对湿度增大时，由于纤维吸湿后的分子间距离增大，故纤维的硬度和脆性随之降低，使纤维的柔软性大为改善。纤维的硬度和脆性随之降低，使纤维的柔软性大为改善。机械表面与纤维间的摩擦或纤维间的相互摩擦，不可避机械表面与纤维间的摩擦或纤维间的相互摩擦，不可避免的会引起纤维带电，当纤维与机体带有不同电荷时，免的会引起纤维带电，当纤维与机体带有不同电荷时，会妨碍纤维的拉伸、梳理、交织、卷绕过程的顺利进行。会妨碍纤维的拉伸、梳理、交织、卷绕过程的顺利进行。提高空气的相

2、对湿度，可以使纤维的比电阻降低，以增提高空气的相对湿度，可以使纤维的比电阻降低，以增加电荷散逸的速度，从而消除静电。加电荷散逸的速度，从而消除静电。第2页，共75页，编辑于2022年，星期一在空气调节的应用：提高人体舒适感 环境湿度过低时，体表汗液蒸发量增加，环境湿度过低时，体表汗液蒸发量增加，皮肤会感觉过于干燥。而湿度过大时，体皮肤会感觉过于干燥。而湿度过大时，体表出的汗不能及时、充分地蒸发掉，积于表出的汗不能及时、充分地蒸发掉，积于皮肤表面，使人体不舒适感觉加大。因此，皮肤表面，使人体不舒适感觉加大。因此，为了提高人体热舒适性，应正确控制室内为了提高人体热舒适性，应正确控制室内相对湿度值。

3、相对湿度值。第3页，共75页，编辑于2022年，星期一在卷烟业的应用：对烟丝质量的影响 在制烟过程中，烟丝的破损率及质量在制烟过程中，烟丝的破损率及质量与储存时的空气湿度有着重要的关系。储与储存时的空气湿度有着重要的关系。储存时空气过于干燥，则烟丝易破碎成烟沫，存时空气过于干燥，则烟丝易破碎成烟沫，气味也挥发出去，烟丝质量随之降低。通气味也挥发出去，烟丝质量随之降低。通常，储丝库的温度需要维持在常，储丝库的温度需要维持在1825之之间，相对湿度要保持在间，相对湿度要保持在70%以上以上，在此环，在此环境条件下，烟丝才不易破碎，飘尘现象也境条件下，烟丝才不易破碎，飘尘现象也较轻，烟味也较纯正。较

4、轻，烟味也较纯正。第4页，共75页，编辑于2022年，星期一在通信行业的应用：确保设备可靠性 为避免因空气干燥引起静电，烧坏电为避免因空气干燥引起静电，烧坏电路板，造成线路瘫痪，从而引发事故，同路板，造成线路瘫痪，从而引发事故，同时保持设备的最佳运转状态，延长设备的时保持设备的最佳运转状态，延长设备的使用寿命，通信行业动力机房环境对湿度使用寿命，通信行业动力机房环境对湿度和温度有着严格的要求和温度有着严格的要求 。第5页，共75页，编辑于2022年，星期一在航天科技中的应用：将乘员舱大气湿度控制于乘员的舒适水平 在乘员舱大气中，航天员呼吸、蒸发和洗涤都会造成水蒸气增在乘员舱大气中，航天员呼吸、

5、蒸发和洗涤都会造成水蒸气增加，甚至达到饱和状态。在失重情况下，水蒸气可以在任何冷表面加，甚至达到饱和状态。在失重情况下，水蒸气可以在任何冷表面凝结成水珠，且随机存在于任何部位或飘浮在大气之中。早期的载凝结成水珠，且随机存在于任何部位或飘浮在大气之中。早期的载人飞船，随处存在的冷凝水成为令人十分头疼的问题，人飞船，随处存在的冷凝水成为令人十分头疼的问题，“双子星座双子星座”飞船曾采用铺设吸水材料的办法简单处理。现代载人航天器使用一飞船曾采用铺设吸水材料的办法简单处理。现代载人航天器使用一种带有孔板输出机构的冷凝热交换器，以种带有孔板输出机构的冷凝热交换器，以5%5%通风气流把冷凝水引出排通风气流

6、把冷凝水引出排水细孔，再经动态水水细孔，再经动态水/气分离器把水和气体分开。新式的湿度控制装置气分离器把水和气体分开。新式的湿度控制装置除湿效果好，寿命长，循环空气阻力小。除湿效果好，寿命长，循环空气阻力小。第6页，共75页，编辑于2022年，星期一在其他场合的应用 受湿度影响较大的场合，还有如计受湿度影响较大的场合，还有如计算机房、印刷车间、洁净室、手术室、算机房、印刷车间、洁净室、手术室、实验室、半导体生产车间、博物馆、档实验室、半导体生产车间、博物馆、档案馆等。案馆等。第7页，共75页，编辑于2022年，星期一 大气是由干空气和一定量的水蒸气混合而成的，我们称其为大气是由干空气和一定量的

7、水蒸气混合而成的，我们称其为湿空气。干空气的成分主要是氮（湿空气。干空气的成分主要是氮（78）、氧（）、氧（21）、氩）、氩（0.93）、二氧化碳（）、二氧化碳（0.03）及其它微量气体。）及其它微量气体。在湿空气中水蒸汽的含量虽少，但其变化却会对空气环境的干燥在湿空气中水蒸汽的含量虽少，但其变化却会对空气环境的干燥和潮湿程度产生重要的影响，且使湿空气的物理性质随之发生改变。和潮湿程度产生重要的影响，且使湿空气的物理性质随之发生改变。第8页，共75页，编辑于2022年，星期一 常温常压下干空气可视为理想气体，而湿空气中的水蒸汽一般处常温常压下干空气可视为理想气体，而湿空气中的水蒸汽一般处于过热

8、状态，且含量很少，也可近似看作理想气体。于过热状态，且含量很少，也可近似看作理想气体。PwV=mwRwT或或Pwvw=RwTPnV=mnRnT或或Pnvn=RnT干空气用下标干空气用下标g表示，水蒸汽用下标表示，水蒸汽用下标n表示。表示。根据道尔顿定律，湿空气的压力应等于干空气的压力与水蒸汽的根据道尔顿定律，湿空气的压力应等于干空气的压力与水蒸汽的压力之和。压力之和。B=Pg+Pn海平面的标准大气压为海平面的标准大气压为101325Pa。第9页，共75页，编辑于2022年，星期一第第1节节概述概述一、空气湿度的表示方法一、空气湿度的表示方法湿度湿度是表示空气中水蒸气含量多少的尺度。是表示空气中

9、水蒸气含量多少的尺度。表示空气湿度的常用方法有：表示空气湿度的常用方法有：绝对湿度绝对湿度、相对湿度相对湿度和和含湿量含湿量三种。三种。1 1绝对湿度绝对湿度绝对湿度定义为在每立方米湿空气（或其他气体），在标准状态下（绝对湿度定义为在每立方米湿空气（或其他气体），在标准状态下（0，760mmHg）所含水蒸气的重量，即湿空气中的水蒸气的密度，以）所含水蒸气的重量，即湿空气中的水蒸气的密度，以字符字符表示，单位为克表示，单位为克/米米3。式中式中Pn空气中水蒸气分压力，空气中水蒸气分压力，Pa；T空气的干球绝对温度，空气的干球绝对温度，K；w空气的干球摄氏温度，空气的干球摄氏温度，；Rn水蒸气的气

10、体常数，水蒸气的气体常数，Rn461J/(kg.k)。第10页，共75页，编辑于2022年，星期一 2.相对湿度相对湿度相对湿度就是空气中水蒸汽分压力相对湿度就是空气中水蒸汽分压力Pn与同温度下饱和水与同温度下饱和水蒸汽分压力蒸汽分压力Pb之比值。之比值。相对湿度越小，就表示是空气离饱和态越远，尚有吸收更多水相对湿度越小，就表示是空气离饱和态越远，尚有吸收更多水蒸气的能力，即空气越干燥，吸收水蒸气能力越强；反之，相对蒸气的能力，即空气越干燥，吸收水蒸气能力越强；反之，相对湿度越大，吸收水蒸汽能力越弱，即空气越潮湿。相对湿度反映湿度越大，吸收水蒸汽能力越弱，即空气越潮湿。相对湿度反映了湿空气中水

11、蒸汽含量接近饱和的程度，故又称饱和度。了湿空气中水蒸汽含量接近饱和的程度，故又称饱和度。第11页，共75页，编辑于2022年，星期一 空气的相对湿度是干空气的相对湿度是干球温度、湿球温度、球温度、湿球温度、风速和大气压力的函风速和大气压力的函数。数。第12页，共75页，编辑于2022年，星期一u绝绝对对湿湿度度只只能能说说明明湿湿空空气气中中实实际际所所含含水水蒸蒸汽汽的的质质量量，而而不不能能说说明明湿湿空空气气干干燥燥或或潮潮湿湿的的程程度度及及吸吸湿湿能能力力的的大小。大小。u相相对对湿湿度度表表征征湿湿空空气气中中水水蒸蒸气气接接近近饱饱和和含含量量的的程程度度。值值小小，说说明明湿湿

12、空空气气饱饱和和程程度度小小，吸吸收收水水蒸蒸气气的的能能力力强强；值值大大则则说说明明湿湿空空气气饱饱和和程程度度大大，吸收水蒸气的能力弱。吸收水蒸气的能力弱。第13页，共75页，编辑于2022年，星期一 3.含湿量含湿量含湿量就是湿空气中，每千克干空气所含含湿量就是湿空气中，每千克干空气所含有的水蒸汽的质量。有的水蒸汽的质量。所以，当大气压力为定值，含湿量是水蒸气分压力的函数。所以，当大气压力为定值，含湿量是水蒸气分压力的函数。第14页，共75页，编辑于2022年，星期一二、气体湿度测量方法二、气体湿度测量方法常见的湿度测量方法有：动态法（双压法、双温法、分常见的湿度测量方法有：动态法（双

13、压法、双温法、分流法），静态法（饱和盐法、硫酸法），露点法，干湿流法），静态法（饱和盐法、硫酸法），露点法，干湿球法和吸湿法。球法和吸湿法。干湿球法干湿球法露点法露点法吸湿法吸湿法第15页，共75页，编辑于2022年，星期一 双压法、双温法是基于热力学双压法、双温法是基于热力学P P、V V、T T平衡原理，平衡平衡原理，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，主要作为标准密，却因设备复杂，昂贵

14、，运作费时费工，主要作为标准计量之用，其测量精度可达计量之用，其测量精度可达2%2%以上。以上。静态法中的饱和盐法，是湿度测量中最常见的方法，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，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值较大时，每次开启都需要平衡6 68 8小时。小时。第16页，共75页，编辑于2022年，星期一

15、 露点法露点法是测量湿空气达到饱和时的温度，是热力学的直接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可达0.20.2甚至更高。但用现代光甚至更高。但用现代光电原理的冷镜式露点仪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。价格昂贵，常和标准湿度发生器配套使用。干湿球法干湿球法，这是，这是1818世纪就发明的测湿方法。历史悠久，使用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

16、值，而此方程是有条件的：即在湿球附近的风速必需达到度值，而此方程是有条件的：即在湿球附近的风速必需达到2.5m/s2.5m/s以上。普通用的干湿球温度计将此条件简化了，所以其以上。普通用的干湿球温度计将此条件简化了，所以其准确度只有准确度只有57%RH,57%RH,干湿球也不属于静态法，不要简单地认为只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。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。吸湿法吸湿法电子式湿度传感器产品及湿度测量属于电子式湿度传感器产品及湿度测量属于9090年代兴起的行年代兴起的行业业,近年来，国内外在湿度传感器研

17、发领域取得了长足进步。湿敏近年来，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。测量技术提高到新的水平。第17页，共75页，编辑于2022年，星期一第二节第二节干湿球与露点法湿度检测干湿球与露点法湿度检测干湿球湿度检测是根据干湿球湿度检测是根据干湿球温度差效应干湿球温度差效应原理进行湿度测量。原理进行湿度测量。干湿球温度差效应干湿球温度差效应

18、是指在潮湿物体表面的水分蒸发而冷却的效应，冷却的是指在潮湿物体表面的水分蒸发而冷却的效应，冷却的程度取决于周围空气的相对湿度程度取决于周围空气的相对湿度、大气压力、大气压力B以及风速。以及风速。当大气压力当大气压力B和风速和风速v不变时，利用被测空气相应于湿球温度下饱和水蒸气不变时，利用被测空气相应于湿球温度下饱和水蒸气压力和干球温度下的水蒸气分压力之差，与干湿球温度之差之间存在的数压力和干球温度下的水蒸气分压力之差，与干湿球温度之差之间存在的数量关系确定空气湿度。量关系确定空气湿度。测量空气的干、湿球温度，就可以在测量空气的干、湿球温度，就可以在i-d图中查出图中查出;根据干球温度和干、湿球

19、温差从根据干球温度和干、湿球温差从“通风干湿表用相对湿度表通风干湿表用相对湿度表”中查出相对中查出相对湿度湿度。第18页，共75页，编辑于2022年，星期一 其数量关系的数学表达式为：其数量关系的数学表达式为：Pb,sPn=A(ws)B式中，式中，Pb,s湿球温度下饱和水蒸气压力；湿球温度下饱和水蒸气压力；Pn空气中水蒸气分压力；空气中水蒸气分压力；w、s分别为空气的干、湿球温度；分别为空气的干、湿球温度；B大气压力。大气压力。A与风速有关的系数；与风速有关的系数；通风速度影响系数A。湿球温度造成系数A的变化。辐射造成系数A的误差 系数系数A是湿球直径、通是湿球直径、通风速度、温度、压力、风速

20、度、温度、压力、和气流中水分含量的函和气流中水分含量的函数，严格来说随每支具数，严格来说随每支具体的干湿球及其所处的体的干湿球及其所处的热力学和动力学状态不热力学和动力学状态不同而异。同而异。第19页，共75页，编辑于2022年，星期一 将上式代入前式，可得相对湿度计算公式为：将上式代入前式，可得相对湿度计算公式为：根据根据w、s分别对应有确定的分别对应有确定的Pb、Pb,s值，所以值，所以根据干、湿球温度计的读数差，即可由上式确定被测根据干、湿球温度计的读数差，即可由上式确定被测空气的相对湿度。空气的相对湿度。第20页，共75页，编辑于2022年，星期一一、普通干湿球温度计一、普通干湿球温度

21、计由两支相同的温度计组成，其中一支温度由两支相同的温度计组成，其中一支温度计的温包部包有潮湿的纱布，即湿球温度计的温包部包有潮湿的纱布，即湿球温度计，干湿球温度计装置在同一支架上。湿计，干湿球温度计装置在同一支架上。湿球温度计的球部表面潮湿纱布中的水分不球温度计的球部表面潮湿纱布中的水分不断进行蒸发，而水分的蒸发强度则仅据周断进行蒸发，而水分的蒸发强度则仅据周围空气的气象条件而定。当空气的相对湿围空气的气象条件而定。当空气的相对湿度愈低，湿球温度计上的水分蒸发愈强，度愈低，湿球温度计上的水分蒸发愈强，湿球温度就愈低，干、湿球温差就愈大；湿球温度就愈低，干、湿球温差就愈大；反之，周围空气的相对湿

22、度愈高，干、湿反之，周围空气的相对湿度愈高，干、湿球温度差就愈小。球温度差就愈小。第21页，共75页，编辑于2022年，星期一干球温度计湿球温度计刻度盘纱布水槽第22页，共75页，编辑于2022年，星期一特点特点无风速控制，无屏蔽辐射无风速控制，无屏蔽辐射水易污染水易污染测量误差较大测量误差较大注意：注意：湿球温度计安装时，要求温度计的球部离开水杯上沿至少湿球温度计安装时，要求温度计的球部离开水杯上沿至少23cm，应使湿球温度计周围空气流速保持在应使湿球温度计周围空气流速保持在2.5m/s以上，使以上，使A为常数。为常数。第23页，共75页，编辑于2022年，星期一通风干湿球温度计（阿斯曼）通

23、风干湿球温度计（阿斯曼）构造构造温度计置于金属套管内温度计置于金属套管内微型风机，微型风机，特点特点湿球附近风速固定在湿球附近风速固定在2.5m/s金属套管屏蔽辐射金属套管屏蔽辐射蒸馏水随时滴入蒸馏水随时滴入TwTs第24页，共75页，编辑于2022年，星期一第25页，共75页，编辑于2022年，星期一二、干湿球电信号传感器与温度计二、干湿球电信号传感器与温度计干湿球电信号传感器是一种将温度参数转换成电信号的仪表干湿球电信号传感器是一种将温度参数转换成电信号的仪表,也叫电动干湿球温度计。它和干湿球温度计的作用原理相同。主也叫电动干湿球温度计。它和干湿球温度计的作用原理相同。主要差别是干球和湿球

24、用两支微型套管式镍电阻（或其他电阻温度要差别是干球和湿球用两支微型套管式镍电阻（或其他电阻温度计）所代替。另外增加一个微型轴流通风机，以便在镍电阻周围计）所代替。另外增加一个微型轴流通风机，以便在镍电阻周围造成一恒定风速的气流，此恒定气流速度一般为造成一恒定风速的气流，此恒定气流速度一般为2.5m/s以上以上，提，提高测量精度。高测量精度。第26页，共75页，编辑于2022年，星期一通过调节可调电阻通过调节可调电阻R的滑动触头，使检流计为的滑动触头，使检流计为0，可得，可得UDE=UAB。根根据据这这一一关关系系计计算算出出RDE和和相相对对湿湿度度的的关关系系，在在可可调调电电阻阻上上进进行

25、行分分度度，实现相对湿度的测量。实现相对湿度的测量。第27页，共75页，编辑于2022年，星期一三、露点法湿度测量三、露点法湿度测量露点法测量相对湿度的露点法测量相对湿度的基本原理基本原理为：先测定露点温度为：先测定露点温度l，然后确定对应，然后确定对应于于l的的饱和蒸气压力饱和蒸气压力Pl。显然，。显然，Pl即为被测空气的水蒸气压力即为被测空气的水蒸气压力Pn。因此，。因此，可用下式求出空气的相对湿度。可用下式求出空气的相对湿度。式式中中Pl对对应应被被测测湿湿度度空空气气露露点点温温度度的的饱饱和和水蒸气压力；水蒸气压力；Pb饱和水蒸气压力。饱和水蒸气压力。露点温度露点温度是指被测湿空气冷

26、却到水蒸气达到饱和状态并开始凝结出是指被测湿空气冷却到水蒸气达到饱和状态并开始凝结出水分的对应温度。水分的对应温度。水的饱和蒸气压力随温度的降低而逐渐下降。在同样的空气水蒸气压力水的饱和蒸气压力随温度的降低而逐渐下降。在同样的空气水蒸气压力下，温度越低，则空气的水蒸气压与同温度下水的饱和蒸气压差值越小。当下，温度越低，则空气的水蒸气压与同温度下水的饱和蒸气压差值越小。当空气温度下降到某一温度时，空气中的水蒸气压与同温度下水的饱和水蒸气空气温度下降到某一温度时，空气中的水蒸气压与同温度下水的饱和水蒸气压相等。此时，空气中的水蒸气将向液相转化而凝结成露珠，相对湿度为压相等。此时，空气中的水蒸气将向

27、液相转化而凝结成露珠，相对湿度为100RH。该温度，称为空气的露点温度，简称露点。如果这一温度低于。该温度，称为空气的露点温度，简称露点。如果这一温度低于0时，水蒸气将结霜，又称为霜点温度。两者统称为露点。空气中水蒸气时，水蒸气将结霜，又称为霜点温度。两者统称为露点。空气中水蒸气压越小，露点越低，因而可用露点表示空气中的湿度。压越小，露点越低，因而可用露点表示空气中的湿度。第28页，共75页，编辑于2022年，星期一露点温度的露点温度的测定方法测定方法，先把，先把一物体表面加以冷却，一直一物体表面加以冷却，一直冷却到与该表面相邻近的空冷却到与该表面相邻近的空气层中的水蒸气开始在表面气层中的水蒸

28、气开始在表面上凝集成水分为止。开始凝上凝集成水分为止。开始凝集水分的瞬间，其邻近空气集水分的瞬间，其邻近空气层的温度，即为被测空气的层的温度，即为被测空气的露点温度。露点温度。保证露点法测量温度精确的保证露点法测量温度精确的关键，是如何精确地测定水关键，是如何精确地测定水蒸气开始凝结的瞬间空气温蒸气开始凝结的瞬间空气温度。度。用于直接测量露点的仪表有用于直接测量露点的仪表有经典的经典的露点湿度计露点湿度计与与光电式湿光电式湿度计度计等。等。5010203040-1001020304050温 度/10%RH露 点/90%RH80%RH70%RH60%RH50%RH40%RH20%RH30%RH第

29、29页，共75页，编辑于2022年，星期一露点湿度计露点湿度计充满乙醚溶液主要缺点：当冷却表面上出现露珠的瞬间，需立即测定表面温度，但一般不易测准，而容易造成较大的测量误差。第30页，共75页，编辑于2022年，星期一露点湿度计露点湿度计测量时在黄铜盒中注入乙醚的溶液，测量时在黄铜盒中注入乙醚的溶液，然后用橡皮鼓气球将空气打入黄铜然后用橡皮鼓气球将空气打入黄铜盒中，并由另一管口排出，使乙醚盒中，并由另一管口排出，使乙醚得到较快速度的蒸发，当乙醚蒸发得到较快速度的蒸发，当乙醚蒸发时即吸收了乙醚自身热量使温度降时即吸收了乙醚自身热量使温度降低，当空气中水蒸气开始在镀镍黄低，当空气中水蒸气开始在镀镍

30、黄铜盒外表面凝结时，插入盒中的温铜盒外表面凝结时，插入盒中的温度计读数就是空气的露点。测出露度计读数就是空气的露点。测出露点以后，再从水蒸气表中查出露点点以后，再从水蒸气表中查出露点温度的水蒸气饱和压力温度的水蒸气饱和压力Pl和干球和干球温度下饱和水蒸气的压力温度下饱和水蒸气的压力Pb，就能算出空气的相对湿度。就能算出空气的相对湿度。第31页，共75页，编辑于2022年，星期一光电式露点湿度计光电式露点湿度计光电式露点湿度计是使用光电式露点湿度计是使用光电原理光电原理直接测量气体露点温度的一直接测量气体露点温度的一种电测法湿度计。其测量准确度高，可靠性强，使用范围广，种电测法湿度计。其测量准确

31、度高，可靠性强，使用范围广，尤其适用于低温状态。尤其适用于低温状态。影响测量精影响测量精度的因素度的因素：高度光洁的高度光洁的露点镜；高露点镜；高精度的光学精度的光学与热电制冷与热电制冷调节系统；调节系统；采样气体需采样气体需洁净。洁净。第32页，共75页，编辑于2022年，星期一露点测量中应该注意的若干问题露点测量中应该注意的若干问题（一）镜面污染对露点测量的影响（一）镜面污染对露点测量的影响在露点测量中，镜面污染是一个突出的问题，其影响主在露点测量中，镜面污染是一个突出的问题，其影响主要表现在两个方面；一是拉乌尔效应，二是改变镜面本要表现在两个方面；一是拉乌尔效应，二是改变镜面本底放射水平

32、。拉乌尔效应是由水溶性物质造成的。如果底放射水平。拉乌尔效应是由水溶性物质造成的。如果被测气体中携带这种物质被测气体中携带这种物质(一般是可溶性盐类一般是可溶性盐类)则镜面提则镜面提前结露，使测量结果产生正偏差。若污染物是不溶于水前结露，使测量结果产生正偏差。若污染物是不溶于水的微粒，如灰尘等，则会增加本底的散射水平，从而使的微粒，如灰尘等，则会增加本底的散射水平，从而使光电露点仪发生零点漂移。此外，一些沸点比水低的容光电露点仪发生零点漂移。此外，一些沸点比水低的容易冷凝的物质易冷凝的物质(例如有机物例如有机物)的蒸气，不言而喻将对露点的蒸气，不言而喻将对露点的测量产生干扰。因此，无论任何一种

33、类型的露点仪都的测量产生干扰。因此，无论任何一种类型的露点仪都应应防止污染镜面防止污染镜面。一般说来，工业流程气体分析污染的影。一般说来，工业流程气体分析污染的影响是比较严重的。但即使是在纯气的测量中镜面的污染亦响是比较严重的。但即使是在纯气的测量中镜面的污染亦会随时间增加而积累。会随时间增加而积累。第33页，共75页，编辑于2022年，星期一（二）露点仪测量条件的选择（二）露点仪测量条件的选择在露点仪的设计中要着重考虑直接影响结露过程热质交换的各在露点仪的设计中要着重考虑直接影响结露过程热质交换的各种因素，这个原则同样适用于自动化程度不太高的露点仪器操种因素，这个原则同样适用于自动化程度不太

34、高的露点仪器操作条件的选择。作条件的选择。被测气体的温度通常都是室温。因此当气流通过露点室时必然被测气体的温度通常都是室温。因此当气流通过露点室时必然要影响体系的传热和传质过程。当其它条件固定时，加大流速要影响体系的传热和传质过程。当其它条件固定时，加大流速将有利于气流和镜面之间的传质。特别是在进行低霜点测量时，将有利于气流和镜面之间的传质。特别是在进行低霜点测量时，流速应适当提高，以加快露层形成速度，但是流速不能太大，流速应适当提高，以加快露层形成速度，但是流速不能太大，否则会造成过热问题。这对制冷功率比较小的热电制冷露点仪否则会造成过热问题。这对制冷功率比较小的热电制冷露点仪尤为明显。流速

35、太大还会导致露点室压力降低而流速的改变又尤为明显。流速太大还会导致露点室压力降低而流速的改变又将影响体系的热平衡。所以将影响体系的热平衡。所以在露点测量中选择适当的流速是必在露点测量中选择适当的流速是必要的要的，流速的选择应视制冷方法和露点室的结构而定。一般的流，流速的选择应视制冷方法和露点室的结构而定。一般的流速范围在速范围在0.40.7 L/minL/min-1-1之间。为了减小传热的影响，可考之间。为了减小传热的影响，可考虑在被测气体进入露点室之前进行预冷处理。虑在被测气体进入露点室之前进行预冷处理。第34页，共75页，编辑于2022年，星期一在露点测量中镜面降温速度的控制是一个重要问题

36、，对在露点测量中镜面降温速度的控制是一个重要问题，对于自动光电露点仪是由设计决定的，而对于手控制冷量于自动光电露点仪是由设计决定的，而对于手控制冷量的露点仪则是操作中的问题。因为冷源的冷却点、测温的露点仪则是操作中的问题。因为冷源的冷却点、测温点和镜面间的热传导有一个过程并存在一定的温度梯度。点和镜面间的热传导有一个过程并存在一定的温度梯度。所以热惯性将影响结露所以热惯性将影响结露(霜霜)的过程和速度，给测量结果的过程和速度，给测量结果带来误差。这种情况又随使用的测温元件不同而异，例带来误差。这种情况又随使用的测温元件不同而异，例如由于结构关系，铂电阻感温元件的测量点与镜面之间如由于结构关系，

37、铂电阻感温元件的测量点与镜面之间的温度梯度比较大，热传导速度也比较慢，从而使测温的温度梯度比较大，热传导速度也比较慢，从而使测温和结露不能同步进行。而且导致露层的厚度无法控制。和结露不能同步进行。而且导致露层的厚度无法控制。这对目视结露来说将产生负误差。这对目视结露来说将产生负误差。第35页，共75页，编辑于2022年，星期一另一个问题是降温速度太快可能造成另一个问题是降温速度太快可能造成“过冷过冷”。我们知道，。我们知道，在一定条件下，水汽达到饱和状态时，液相仍然不出现，在一定条件下，水汽达到饱和状态时，液相仍然不出现，或者水在零度以下时仍不结冰，这种现象称为过饱和或或者水在零度以下时仍不结

38、冰，这种现象称为过饱和或“过冷过冷”。对于结露。对于结露(或霜或霜)过程来说，这种现象往往是由于过程来说，这种现象往往是由于被测气体和镜面非常干净，乃至缺少足够数量的凝结核心而引被测气体和镜面非常干净，乃至缺少足够数量的凝结核心而引起的。起的。SuomiSuomi在实验中发现，如果一个高度抛光的镜面并且其在实验中发现，如果一个高度抛光的镜面并且其干净程度合乎化学要求，则露的形成温度要比真实的露点温度干净程度合乎化学要求，则露的形成温度要比真实的露点温度低几度。低几度。第36页，共75页，编辑于2022年，星期一过冷现象是短暂的，共时间长短和露点或霜点温度有关。过冷现象是短暂的，共时间长短和露点

39、或霜点温度有关。这种现象可以通过显微镜观察出来。解决的办法之一是重这种现象可以通过显微镜观察出来。解决的办法之一是重复加热和冷却镜面的操作，直到这种现象消除为止。另一复加热和冷却镜面的操作，直到这种现象消除为止。另一个解决办法是直接利用过冷水的水汽压数据。并且这样作个解决办法是直接利用过冷水的水汽压数据。并且这样作恰恰与气象系统低于零度时的相对湿度定义相吻合。恰恰与气象系统低于零度时的相对湿度定义相吻合。由上可见，无论是从热惯性或过冷现象来考虑，降温速度都不宜由上可见，无论是从热惯性或过冷现象来考虑，降温速度都不宜太快，如果超过合理范围，则降温速度愈快，热惯性也愈大，露太快，如果超过合理范围，

40、则降温速度愈快，热惯性也愈大，露点测量的点测量的误差就愈大误差就愈大，也越容易出现过冷。最佳降温速度，也越容易出现过冷。最佳降温速度一般通过实验来确定。一般通过实验来确定。第37页，共75页，编辑于2022年，星期一HNP-50型冷镜式露点仪型冷镜式露点仪技术指标技术指标露点温度测量范围：露点温度测量范围：-6520最大制冷温差最大制冷温差：105露点温度测试准确度露点温度测试准确度DEW0.3PPM/V(换算精度换算精度0.1%)RH(换算精度换算精度0.1%)显示灵敏度：显示灵敏度：0.1样气压力：样气压力：0.1MPa/cm2样气流量样气流量：0.4-1.0Lmin显示器：显示器：16x

41、2液晶屏液晶屏额定工作电压：额定工作电压：220VAC50Hz外形尺寸外形尺寸（W）360 x（D）350 x（H）135mm重量：重量：8.6Kg第38页，共75页，编辑于2022年，星期一便携式温湿度露点测量仪便携式温湿度露点测量仪 只要计算机与测量仪相连，可随时将温湿度露点值通过串口存入计只要计算机与测量仪相连，可随时将温湿度露点值通过串口存入计算机的数据库中。还可以定时自动导入数据。算机的数据库中。还可以定时自动导入数据。第39页，共75页，编辑于2022年，星期一第40页，共75页，编辑于2022年，星期一能够把温湿度露点以曲线的形式显示出来，选择历史数据曲线（几年数据曲线），能够把

42、温湿度露点以曲线的形式显示出来，选择历史数据曲线（几年数据曲线），也可以选择最近几天或几个月的数据曲线，可以任意选择。测量仪和测量参数可也可以选择最近几天或几个月的数据曲线，可以任意选择。测量仪和测量参数可任意选择。选中那一部分参数，曲线就显示那一部分参数的图形，本控件还具有任意选择。选中那一部分参数，曲线就显示那一部分参数的图形，本控件还具有对曲线的处理功能，控件有图形缩放、移动图形、查看图形数据、打印等功能。对曲线的处理功能，控件有图形缩放、移动图形、查看图形数据、打印等功能。第41页，共75页，编辑于2022年，星期一第三节第三节氯化锂电阻湿度传感器氯化锂电阻湿度传感器氯氯化化锂锂（Li

43、Cl）是是一一种种在在大大气气中中不不分分解解、不不挥挥发发，也也不不变变质质而而具具有有稳稳定定的的离离子子型型无无机机盐盐类类。其其吸吸湿湿量量与与空空气气的的相相对对湿湿度度成成一一定定函函数数关关系系，随随着着空空气气相相对对湿湿度度的的增增减减变变化化，氯氯化化锂锂吸吸湿湿量量也也随随之之变变化化。只只有有当当它它的的蒸蒸气气压压等等于于周周围围空空气气的的水水蒸蒸气气分分压压力力时时才才处处于于平平衡衡状状态态。因因此此，随随着着空空气气相相对对湿湿度度的的增增加加，氯氯化化锂锂的的吸吸湿湿量量也也随随之之增增加加，从从而而使使氯氯化化锂锂中中导导电电的的离离子子数数也也随随之之增

44、增加加，最最后后导导致致它它的的电电阻阻减减小小。当当氯氯化化锂锂的的蒸蒸气气压压高高于于空空气气中中的的水水蒸蒸气气分分压压力力时时，氯氯化化锂锂放放出出水水分分，导导致致电电阻阻增增大大。氯化锂电阻湿度传感器就是根据这个原理制成的。氯化锂电阻湿度传感器就是根据这个原理制成的。*属于属于吸湿法吸湿法测量，测量，*根据氯化锂的吸湿特性和氯化锂根据氯化锂的吸湿特性和氯化锂吸湿后电阻变化特性。吸湿后电阻变化特性。第42页，共75页，编辑于2022年，星期一一、传感器一、传感器氯化锂电阻湿度传感器分氯化锂电阻湿度传感器分梳状梳状和和柱状柱状两种形式。两种形式。第43页，共75页，编辑于2022年，星

45、期一注意注意：为了避免氯化锂溶液发生电解，电极两端应接交流电。为了避免氯化锂溶液发生电解，电极两端应接交流电。量量程程窄窄，一一般般为为15%20%，例例如如，0.05%的的浓浓度度对对应应感感湿湿范范围围为为80%-100%，0.2%的浓度对应的感湿范围为的浓度对应的感湿范围为60%-80%。环境温度对输出影响较大，因此要进行温度补偿。环境温度对输出影响较大，因此要进行温度补偿。最高使用温度最高使用温度5555，当大于，当大于5555，氯化锂溶液容易蒸发。，氯化锂溶液容易蒸发。第44页，共75页，编辑于2022年，星期一在聚碳酸酯基片上制成一对梳状金电极，然后浸涂在聚碳酸酯基片上制成一对梳状

46、金电极，然后浸涂溶于聚乙烯醇的氯化锂胶状溶液，其表面再涂上一溶于聚乙烯醇的氯化锂胶状溶液，其表面再涂上一层多孔性保护膜而成。氯化锂是潮解性盐，这种电层多孔性保护膜而成。氯化锂是潮解性盐，这种电解质溶液形成的薄膜能随着空气中水蒸汽的变化而解质溶液形成的薄膜能随着空气中水蒸汽的变化而吸湿或脱湿。感湿膜的电阻随空气相对湿度变化而吸湿或脱湿。感湿膜的电阻随空气相对湿度变化而变化，当空气中湿度增加时，感湿膜中盐的浓度降变化，当空气中湿度增加时，感湿膜中盐的浓度降低。低。梳状梳状传感器使用交流电桥测量其阻值，传感器使用交流电桥测量其阻值，不允许用直流电源不允许用直流电源，以防氯化锂溶液发生电，以防氯化锂溶

47、液发生电解。解。最高使用温度最高使用温度55，当大于，当大于55时，氯化锂溶液将蒸发。使用环境应时，氯化锂溶液将蒸发。使用环境应保持空气清洁，无粉尘、纤维等。保持空气清洁，无粉尘、纤维等。第45页，共75页，编辑于2022年，星期一 氯化锂传感器的测湿范围与所涂氯化锂浓度及其它成分有氯化锂传感器的测湿范围与所涂氯化锂浓度及其它成分有关。采用某一浓度制作的元件在其有效的感湿范围内，其电阻关。采用某一浓度制作的元件在其有效的感湿范围内，其电阻值随周围空气相对湿度的变化符合指数关系。当湿度低于其有值随周围空气相对湿度的变化符合指数关系。当湿度低于其有效的感湿范围时，其阻值迅速增加，趋于无限大；而当高

48、于该效的感湿范围时，其阻值迅速增加，趋于无限大；而当高于该范围时，其阻值变得非常小，乃至趋于零。范围时，其阻值变得非常小，乃至趋于零。每一传感器的测量范围较窄，故应按照测量范围的要求，选用相每一传感器的测量范围较窄，故应按照测量范围的要求，选用相应的量程。为扩大测量范围，可采用多片组合传感器。应的量程。为扩大测量范围，可采用多片组合传感器。R1R2R3R4rrrrABRAB=f()7595%5575%3555%1535%第46页，共75页，编辑于2022年，星期一第47页，共75页，编辑于2022年，星期一氯化锂传感器氯化锂传感器测测量量电电桥桥合成、放大、合成、放大、检波检波电压电流电压电流

49、转换器转换器热敏电阻热敏电阻放大、检放大、检波波电压电流电压电流转换器转换器二、变送器二、变送器将氯化锂湿度测头接入将氯化锂湿度测头接入交流电桥交流电桥，此电桥将传感器的电阻信号转变为，此电桥将传感器的电阻信号转变为交流电压信号。此电压经放大、检波整流变成与相对湿度成一定函交流电压信号。此电压经放大、检波整流变成与相对湿度成一定函数关系的直流电压，再经电压数关系的直流电压，再经电压-电流转换器转换成标准电流转换器转换成标准0 010mA10mA的电的电流信号。流信号。010mA010mA温、湿度变送器输出的标准信号，便于远距离传送、记录和温、湿度变送器输出的标准信号，便于远距离传送、记录和调节

50、，测量和调节精度高，常用于高精度的温、湿度测量和调节，测量和调节精度高，常用于高精度的温、湿度测量和调节系统。调节系统。第48页，共75页，编辑于2022年，星期一三、新型氯化锂湿度传感器三、新型氯化锂湿度传感器优点：长期工作稳定性好，制作湿度测量仪时会有较高优点：长期工作稳定性好，制作湿度测量仪时会有较高的精度，响应迅速。的精度，响应迅速。缺点：有结露时易失效。缺点：有结露时易失效。它特别适合空调系统使用。它特别适合空调系统使用。第49页，共75页，编辑于2022年，星期一第四节第四节高分子湿度传感器高分子湿度传感器一、高分子电容式湿度传感器一、高分子电容式湿度传感器在高分子薄膜上的电极是很