溫濕度計(jì)選型參數(shù)
用來(lái)測(cè)定環(huán)境的溫度及濕度,以確定產(chǎn)品生產(chǎn)或倉(cāng)儲(chǔ)的環(huán)境條件。也應(yīng)用于人們?nèi)粘I?。?yīng)用較為廣泛。 當(dāng)空氣中有很多水氣時(shí),我們說(shuō)空氣是潮濕的。
濕度定義
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(duì)濕度,用RH%表示。總言之,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。
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(lái)進(jìn)行表示較為困難。對(duì)濕度的表示方法有濕度、相對(duì)濕度、露點(diǎn)、濕氣與干氣的比值(重量或體積)等等。
測(cè)量方法
溫濕度計(jì)濕度測(cè)量從原理上劃分有二、三十種之多。但濕度測(cè)量始終是世界計(jì)量領(lǐng)域中的難題之一。一個(gè)看似簡(jiǎn)單的量值,深究起來(lái),涉及相當(dāng)復(fù)雜的物理-化學(xué)理論分析和計(jì)算,初涉者可能會(huì)忽略在濕度測(cè)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(cè)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 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(zhǎng),分流法是基于濕氣和干空氣的精確混合。由于采用了現(xiàn)代測(cè)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(cè)量精度可達(dá)±2%RH以上。
② 靜態(tài)法中的飽和鹽法,是濕度測(cè)量中見的方法,簡(jiǎn)單易行。但飽和鹽法對(duì)液、氣兩相的平衡要求很嚴(yán),對(duì)環(huán)境溫度的穩(wěn)定要求較高。用起來(lái)要求等很長(zhǎng)時(shí)間去平衡,低濕點(diǎn)要求更長(zhǎng)。特別在室內(nèi)濕度和瓶?jī)?nèi)濕度差值較大時(shí),每次開啟都需要平衡6~8小時(shí)。
③ 露點(diǎn)法是測(cè)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(cè)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。
④ 干濕球法,這是18世紀(jì)就發(fā)明的測(cè)濕方法。歷史悠久,使用。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(jiǎn)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(jiǎn)單地認(rèn)為只要提高兩支溫度計(jì)的測(cè)量精度就等于提高了濕度計(jì)的測(cè)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(cè)量屬于90年代興起的行業(yè), 國(guó)內(nèi)外在濕度傳感器研發(fā)領(lǐng)域取得了長(zhǎng)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(shù)檢測(cè)的方向迅速發(fā)展,為開發(fā)新一代濕度測(cè)控系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件,也將濕度測(cè)量技術(shù)提高到新的水平。
這里需了解兩點(diǎn):,由于濕度是溫度的函數(shù),溫度的變化決定性地影響著濕度的測(cè)量結(jié)果。無(wú)論那種方法,精確地測(cè)量和控制溫度是的。須知即使是一個(gè)隔熱良好的恒溫恒濕箱,其工作室內(nèi)的溫度也存在一定的梯度。所以此空間內(nèi)的濕度也難以均勻一致。
第二,由于原理和方法差異較大,各種測(cè)量方法之間難以直接校準(zhǔn)和認(rèn)定,大多只能用間接辦法比對(duì)。所以在兩種測(cè)濕方法之間相互校對(duì)全濕程(相對(duì)濕度0~99%RH)的測(cè)量結(jié)果,或者要在所有溫度范圍內(nèi)校準(zhǔn)各點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果,是十分困難的事。例如通風(fēng)干濕球濕度計(jì)要求有規(guī)定風(fēng)速的流動(dòng)空氣,而飽和鹽法則要求嚴(yán)格密封,兩者無(wú)法比對(duì)。辦法還是按國(guó)家對(duì)濕度計(jì)量器具檢定系統(tǒng)(標(biāo)準(zhǔn))規(guī)定的傳遞方式和檢定規(guī)程去逐級(jí)認(rèn)定
濕度方案
現(xiàn)代濕度測(cè)量方案最主要的有兩種:干濕球測(cè)濕法,電子式濕度傳感器測(cè)濕法。下面對(duì)這兩種方案進(jìn)行比較,以便客戶選擇適合自己的濕度測(cè)量方法。
干濕球測(cè)濕法的維護(hù)相當(dāng)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(cè)濕法不會(huì)產(chǎn)生老化,精度下降等問(wèn)題。所以干濕球測(cè)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)廠在產(chǎn)品出廠前都要采用標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器來(lái)逐支標(biāo)定,電子式濕度傳感器的準(zhǔn)確度可以達(dá)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(zhǎng),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,或者更高。一般情況下生產(chǎn)廠商會(huì)標(biāo)明1次標(biāo)定的有效使用時(shí)間為1年或2年,到期之后需重新標(biāo)定。
電子式濕度傳感器的精度水平要結(jié)合其長(zhǎng)期穩(wěn)定性去判斷,一般說(shuō)來(lái),電子式濕度傳感器的長(zhǎng)期穩(wěn)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(dǎo)體技術(shù),因此對(duì)使用的環(huán)境溫度有要求,超過(guò)其規(guī)定的使用溫度將對(duì)傳感器造成損壞。
所以電子式濕度傳感器測(cè)濕方法更適合于在潔凈及常溫的場(chǎng)合使用。
注意事項(xiàng)
編輯測(cè)量范圍
和測(cè)量重量、溫度一樣,選擇濕度傳感器首先要確定測(cè)量范圍。除了氣象、科研部門外,搞溫、濕度測(cè)控的一般不需要全濕程(0-99%RH)測(cè)量。
測(cè)量精度
測(cè)量精度是濕度傳感器最重要的指標(biāo),每提高-個(gè)百分點(diǎn),對(duì)濕度傳感器來(lái)說(shuō)就是上一個(gè)臺(tái)階,甚至是上一個(gè)檔次。因?yàn)橐_(dá)到不同的精度,其制造成本相差很大,售價(jià)也相差甚遠(yuǎn)。所以使用者一定要量體裁衣,不宜盲目追求"高、精、尖"。
如在不同溫度下使用濕度傳感器,其示值還要考慮溫度漂移的影響。,相對(duì)濕度是溫度的函數(shù),溫度嚴(yán)重地影響著空間內(nèi)的相對(duì)濕度。溫度每變化0.1℃。將產(chǎn)生0.5%RH的濕度變化(誤差)。使用場(chǎng)合如果難以做到恒溫,則提出過(guò)高的測(cè)濕精度是不合適的。
多數(shù)情況下,如果沒(méi)有精確的控溫手段,或者被測(cè)空間是非密封的,±5%RH的精度就足夠了。對(duì)于要求精確控制恒溫、恒濕的局部空間,或者需要隨時(shí)跟蹤記錄濕度變化的場(chǎng)合,再選用±3%RH以上精度的濕度傳感器。
而精度高于±2%RH的要求恐怕連校準(zhǔn)傳感器的標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器也難以做到,更何況傳感器自身了。相對(duì)濕度測(cè)量?jī)x表,即使在20-25℃下,要達(dá)到2%RH的準(zhǔn)確度仍是很困難的。通常產(chǎn)品資料中給出的特性是在常溫(20℃±10℃)和潔凈的氣體中測(cè)量的。
時(shí)漂溫漂
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(zhǎng),電子式濕度傳器會(huì)產(chǎn)生老化,精度下降,電子式濕度傳器年漂移量一般都在±2%左右,甚至更高。一般情況下,生產(chǎn)廠商會(huì)標(biāo)明1次標(biāo)定的有效使用時(shí)間為1年或2年,到期需重新標(biāo)定。
其它事項(xiàng)
濕度傳感器是非密封性的,為保護(hù)測(cè)量的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性,應(yīng)盡量避免在酸性、堿性及含有機(jī)溶劑的氣氛中使用。也避免在粉塵較大的環(huán)境中使用。為正確反映欲測(cè)空間的濕度,還應(yīng)避免將傳感器安放在離墻壁太近或空氣不流通的死角處。如果被測(cè)的房間太大,就應(yīng)放置多個(gè)傳感器。
有的濕度傳感器對(duì)供電電源要求比較高,否則將影響測(cè)量精度?;蛘邆鞲衅髦g相互干擾,甚至無(wú)法工作。使用時(shí)應(yīng)按照技術(shù)要求提供合適的、符合精度要求的供電電源。
傳感器需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸時(shí),要注意信號(hào)的衰減問(wèn)題。當(dāng)傳輸距離超過(guò)200m以上時(shí),建議選用頻率輸出信號(hào)的濕度傳感器。
應(yīng)用
編輯濕敏傳感器在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、氣象、醫(yī)療以及日常生活等方面都得到了廣泛的應(yīng)用,特別是隨著科學(xué)技發(fā)展,對(duì)于濕度的檢測(cè)和控制越來(lái)越受到人們的重視并進(jìn)行了大量的研制工作。通常,理想的濕敏傳感器的特性要求是,適合于在寬溫、濕范圍內(nèi)使用,測(cè)量精度要高;使用壽命要長(zhǎng),穩(wěn)定性好;響應(yīng)速度快,濕滯回差小,重現(xiàn)性好;靈敏度高,線形好,溫度系數(shù)小;制造工藝簡(jiǎn)單,易于批量生產(chǎn),轉(zhuǎn)換電路簡(jiǎn)單,成本低;抗腐蝕,耐低溫和高溫特性等。
選購(gòu)指南
編輯選購(gòu)溫濕度計(jì)時(shí),可以通過(guò)以下一些因素進(jìn)行參考:
堅(jiān)固耐用:濕度計(jì)的傳感器和外殼要考慮到能否經(jīng)受冷凝、干燥、極限溫度、灰塵、化學(xué)、或其它污染。
質(zhì)量可靠性、平均壽命:很多產(chǎn)品外觀看起來(lái)都讓人無(wú)常辨別真假。因此當(dāng)質(zhì)量不好判斷時(shí),可以從總體印象出發(fā),考察質(zhì)量鑒定和出廠標(biāo)準(zhǔn),考察生產(chǎn)廠家的歷史、信譽(yù)、市場(chǎng)占有和應(yīng)用情況,產(chǎn)品比一般產(chǎn)品要好,專業(yè)廠家的產(chǎn)品比一邊廠家的要好,這是毋庸置疑的,另外咨詢其它用戶也是一個(gè)很好的方法。
適應(yīng)性:使用情況不是單一一種時(shí),要考慮儀表的適應(yīng)性,買產(chǎn)品都希望是個(gè)功能齊全的,那樣就可以為我們提供很多的幫助。
更換性:一般希望濕度計(jì)能互換使用或其它的探頭來(lái)配合你的主機(jī)。維護(hù):考察濕度計(jì)的定期清洗、更新、更換的時(shí)間要求。
備用性:備品備件對(duì)于大多數(shù)的用戶都是的,考察供應(yīng)商是否可以方便準(zhǔn)時(shí)的提供所需的備品備件。
售后服務(wù):有否保證書,維修和服務(wù)協(xié)議。 選擇了恰當(dāng)合適的溫濕度測(cè)量?jī)x表,會(huì)提供您的工作效率,減輕工作量,給您和您的生產(chǎn)都帶來(lái)益處。
檢定規(guī)程
編輯引言
原毛發(fā)濕度計(jì)檢定規(guī)程(代號(hào)JJG205-80)為氣象專用儀器檢定規(guī)程,于1980年實(shí)施。經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展,濕度測(cè)量的領(lǐng)域發(fā)生了很大的變化,絕大多數(shù)濕度計(jì)(包括毛發(fā)濕度計(jì))用于工農(nóng)業(yè)各個(gè)領(lǐng)域,超出了氣象專用儀器的范圍;同時(shí)對(duì)儀器測(cè)量范圍、準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性、使用溫度范圍等方面的要求都發(fā)生了很大的變化;而且隨著技術(shù)的發(fā)展,原來(lái)的感濕材料為單一的發(fā)毛,現(xiàn)逐漸擴(kuò)展到尼龍、聚酰亞胺等高分子材料,儀器的特性也隨之發(fā)生了很大的改變。對(duì)于上述變化,原毛發(fā)濕度計(jì)檢定規(guī)程已無(wú)法適用,必須進(jìn)行修訂。
修訂要點(diǎn)
2.1. 關(guān)于規(guī)程名稱及適用范圍
根據(jù)實(shí)際情況,將原規(guī)程名稱“氣象用毛發(fā)濕度計(jì)、毛發(fā)濕度表檢定規(guī)程”更改為“機(jī)械式溫濕度計(jì)檢定規(guī)程”。其中主要包含三點(diǎn)修改:
a、 將規(guī)程的適用范圍由氣象領(lǐng)域擴(kuò)展到其它各領(lǐng)域
原規(guī)程是20多年前制訂的氣象儀器專用規(guī)程,幾十年來(lái),隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,濕度計(jì)的使用場(chǎng)合已從氣象領(lǐng)域逐漸擴(kuò)展到工業(yè)領(lǐng)域,因此,繼續(xù)將規(guī)程局限于氣象專用已不合適。
b、將規(guī)程的適用范圍由毛發(fā)濕度計(jì)擴(kuò)展到其它各類機(jī)械式濕度計(jì)
毛發(fā)濕度計(jì)的感濕材料原為人頭發(fā)。隨著技術(shù)的進(jìn)步,出現(xiàn)了大量的以尼龍、聚酰亞胺等高分子材料作感濕材料的濕度計(jì),它們的工作原理與毛發(fā)濕度計(jì)類似,通常稱為機(jī)械式濕度計(jì)。這類儀器的數(shù)量已大大超過(guò)原毛發(fā)濕度計(jì)。
另外,以玻璃液體溫度計(jì)構(gòu)成的自然通風(fēng)式干濕表在我國(guó)的使用也非常泛,它們價(jià)格很低,使用場(chǎng)合和精度要求都與毛發(fā)濕度計(jì)相同。
因此,將以上兩類儀器納入本規(guī)程的適用范圍是必要的。
c、將規(guī)程的適用范圍由濕度計(jì)擴(kuò)展到溫濕度計(jì)
實(shí)際生產(chǎn)和使用的濕度計(jì)均為溫濕度一體式儀器,單獨(dú)的濕度計(jì)、濕度表則很少。因此,將溫、濕度兩部分都包括進(jìn)來(lái)無(wú)論是對(duì)用戶,還是對(duì)計(jì)量機(jī)構(gòu)和計(jì)量管理機(jī)構(gòu)都是十分有利的。
2.2 關(guān)于計(jì)量性能要求
2.2.1 示值誤差
根據(jù)溫濕度計(jì)生產(chǎn)和使用的實(shí)際情況,確定溫度允許誤差為:± 2℃。濕度示值誤差定為:±5%RH(40%RH~70%RH,20℃)、± 7%RH(40%RH以下或70%RH以上,20℃)。這是考慮到以下原因:
a、 國(guó)內(nèi)廠家生產(chǎn)的工業(yè)用機(jī)械式溫濕度計(jì)的出廠指標(biāo)一般都為:±5%RH、±1℃~±2℃。
b、工業(yè)上實(shí)際環(huán)境濕度范圍一般在40%RH~70%RH之間,溫度一般在18℃~25℃左右,這一范圍對(duì)溫濕度要求較高。
c、毛發(fā)等機(jī)械式濕度計(jì)均為低檔儀器,一般不適用于低濕、高溫高濕等特殊場(chǎng)合。
d、相對(duì)濕度這一參數(shù)對(duì)溫度有依賴性,因此相對(duì)濕度的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)在一定溫度下給出。
f、原規(guī)程未對(duì)儀器的濕示值誤差作任何規(guī)定,這對(duì)用戶的使用帶來(lái)很大的不便。
2.2.2 濕滯誤差/溫度回差
溫度回差定為:0.5℃;濕滯誤差定為:3%RH。
原規(guī)程中稱為濕度變差,為5%RH。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,機(jī)械式濕度計(jì)的濕滯誤差僅為1%RH。
2.2.3 重復(fù)性
定為溫度0.5℃、濕度2%RH。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到。
2.3 關(guān)于計(jì)量器具控制
2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)器
標(biāo)準(zhǔn)器一般為精密露點(diǎn)儀,允許誤差為:露點(diǎn)±0.2℃DP,溫度±0.1℃。
考慮到各地氣象部門以往都用通風(fēng)干濕表作標(biāo)準(zhǔn)器,且經(jīng)濟(jì)條件不允許,因此保留采用數(shù)字通風(fēng)干濕表的選項(xiàng),允許誤差為:為1.0%RH~1.7%RH。
3.3.1 配套設(shè)備
主要指溫濕度檢定箱,為保證檢定結(jié)果不確定度滿足要求,對(duì)其主要技術(shù)指標(biāo)作了詳細(xì)規(guī)定??紤]到相對(duì)濕度檢定必須在恒定溫度下進(jìn)行,箱子必須具有調(diào)溫功能。
標(biāo)準(zhǔn)器和配套設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)是十分關(guān)鍵的,它必須定得恰到好處,既能滿足機(jī)械式溫濕度計(jì)的檢定要求,又符合實(shí)際國(guó)情。我們?cè)谝?guī)程制定過(guò)程中,以不確定度評(píng)定結(jié)果為依據(jù),結(jié)合市場(chǎng)所能提供設(shè)備的實(shí)際情況,適當(dāng)?shù)卣{(diào)整標(biāo)準(zhǔn)器和配套設(shè)備各部分的不確定度分量,再依據(jù)該分量值確定技術(shù)指標(biāo)。
3.3 環(huán)境條件
環(huán)境溫濕度的要求主要是考慮到標(biāo)準(zhǔn)器和配套設(shè)備的工作狀況。
3.4 檢定方法
刪除了原規(guī)程中對(duì)儀器的放大倍率和示值進(jìn)行調(diào)整的內(nèi)容,因?yàn)檫@屬于儀器維修的范疇。
對(duì)儀器的濕度檢定點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn),增加了30%RH~70%RH之間的檢定點(diǎn),刪除了90%RH、99%RH的檢定點(diǎn)。這是據(jù)于以下原因:
a、絕大多數(shù)濕度儀器使用在40%RH~70%RH。
b、實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,毛發(fā)濕度計(jì)具有非線性,在30%RH、70%RH點(diǎn)滿足示值誤差的情況下,不能保證40%RH、50%RH、60%RH也滿足要求。
c、80%RH的以上濕度點(diǎn)很少使用。
2.4 關(guān)于檢定周期
溫濕度記錄儀和溫濕度表均采用相同的測(cè)量原理,因此,檢定周期均定為1年。
2.5 關(guān)于溫濕度均勻度和波動(dòng)度測(cè)試方法
溫濕度檢定箱的均勻度和波動(dòng)度指標(biāo)關(guān)系到檢定結(jié)果的不確定度。由于現(xiàn)有的各種測(cè)試方法都是針對(duì)環(huán)境試驗(yàn)箱的,不僅測(cè)量精度要求低,而且結(jié)果都是取一段時(shí)間平均值,而我們檢定時(shí)是讀取瞬時(shí)讀數(shù)的,因此不能直接采用這些方法,故制訂了專用的測(cè)試方法,作為附錄列入。
2.6 檢定結(jié)果的不確定度
參照J(rèn)JF 1059 – 1999的要求,對(duì)按本規(guī)程的方法進(jìn)行檢定的結(jié)果進(jìn)行了不確定度評(píng)定,評(píng)定結(jié)果:溫濕度的擴(kuò)展不確定度均小于儀器示值誤差的1/3,表明本規(guī)程的方法是合理的。
結(jié)論
本規(guī)程的制訂充分考慮了國(guó)內(nèi)機(jī)械式溫濕度計(jì)的實(shí)際情況,方便和規(guī)范了儀器的生產(chǎn)和使用,保證了量值的統(tǒng)一。
調(diào)節(jié)室內(nèi)方法
編輯調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度的方法,因四季氣候不同而各異。夏季可打開門窗通風(fēng)降溫除濕,并可配合使用電風(fēng)扇或空調(diào)設(shè)備;冬天氣候寒冷,可用取暖器提高室溫,為避免空氣干燥,室內(nèi)可灑水以適當(dāng)提高濕度.還可在取暖器上加放水壺,使水汽蒸發(fā)以增加濕度。
利用硅藻泥裝修室內(nèi)墻面,在不借助任何外力條件下,就可以有效地自然降低室內(nèi)的溫度、吸收室內(nèi)多余的濕度,自律地創(chuàng)造一個(gè)相對(duì)外界氣候的溫度、濕度較宜人的環(huán)境,避免長(zhǎng)時(shí)間因使用冷氣空調(diào)調(diào)節(jié)溫濕度時(shí)所消耗的大量能源,減少二氧化碳的排放、起到環(huán)保節(jié)能的功效。
