濕度測(cè)量常識(shí)

     隨著社會(huì)的發(fā)展,，社會(huì)的各行各業(yè)甚在我們?nèi)粘５纳钪卸己蜐穸鹊迷絹?lái)越緊密，在很多方面已經(jīng)成為了非常重要的參數(shù)，那么到底怎樣理解“濕度”及和它相關(guān)的一些名詞呢？下面就讓我們一起走進(jìn)“濕度”的大家庭,，一同去認(rèn)識(shí)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(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,。先讓我們先來(lái)認(rèn)識(shí)一下和濕度相關(guān)的幾個(gè)常用名記詞,。
   
    1、相對(duì)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(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(hào)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
    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(chēng)之為飽和,此時(shí)的水蒸氣壓即稱(chēng)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,、濕度（Absolute humidity） ：?jiǎn)挝惑w積（1m3）的氣體中含有水蒸氣的質(zhì)量（g）?！　”硎尽肈=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,即濕度D發(fā)生變化,。D為容積基準(zhǔn)。
    
    3,、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(duì)濕度增加,當(dāng)達(dá)到一定溫度時(shí)相對(duì)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(cè)量方法
    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(jiàn)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 常見(jiàn)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?chē)?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(kāi)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 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(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), 近年來(lái)，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(kāi)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,。
   
三、濕度測(cè)量方案的選擇
    現(xiàn)代濕度測(cè)量方案 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(hù)選擇適合自己的濕度測(cè)量方法,。
   
    干濕球濕度計(jì)的特點(diǎn)：
    早在18世紀(jì)人類(lèi)就發(fā)明了干濕球濕度計(jì),，干濕球濕度計(jì)的準(zhǔn)確度還取決于干球、濕球兩支溫度計(jì)本身的精度,；濕度計(jì)必須處于通風(fēng)狀態(tài)：只有紗布水套,、水質(zhì)、風(fēng)速都滿(mǎn)足一定要求時(shí),，才能達(dá)到規(guī)定的準(zhǔn)確度。干濕球濕度計(jì)的準(zhǔn)確度只有5％一7％RH,。
    干濕球測(cè)濕法采用間接測(cè)量方法,，通過(guò)測(cè)量干球、濕球的溫度經(jīng)過(guò)計(jì)算得到濕度值,，因此對(duì)使用溫度沒(méi)有嚴(yán)格限制,，在高溫環(huán)境下測(cè)濕不會(huì)對(duì)傳感器造成損壞。
    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)：
    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，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,。九純健科技的濕度傳感器每年的漂移量在±1%以?xún)?nèi)，我們可以對(duì)九純健的產(chǎn)品進(jìn)行免費(fèi)標(biāo)定,，同時(shí)也可以為其它品牌的產(chǎn)品代為標(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,。

四、濕度傳感器選擇的注意事項(xiàng)
    ①．選擇測(cè)量范圍
    和測(cè)量重量,、溫度一樣,，選擇濕度傳感器先要確定測(cè)量范圍。除了氣象,、科研部門(mén)外,，搞溫、濕度測(cè)控的一般不需要全濕程（0-100％RH）測(cè)量,。
   
    ②,、選擇測(cè)量精度
    測(cè)量精度是濕度傳感器 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 ,。

     ③、考慮時(shí)漂和溫漂
    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。
 
    ④,、其它注意事項(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。