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湿度的测量方法
在工农业生产、气象、科研等部门,经常需要对环境湿度的测量
和控制。在环境参数当中,湿度是最难测量的一个量,主要由于湿度
容易受其他物理量的影响,比如大气压强、温度等。同样,湿度校准
也非常困难。湿度的定义是
表
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示大气干燥程度的物理量。在一定的温
度下在一定体积的空气里含有的水汽越少,则空气越干燥;水汽越多,
则空气越潮湿。日常生活中所指的湿度是相对湿度,用 RH%表示。湿
度的表示方法除了相对湿度外,还有绝对湿度、露点、湿气与干气的
比值等等。目前,常见的用于湿度测量的方法有动态法(双压法、双
温法、分流法)、静态法(饱和盐法、硫酸法)、干湿球法、露点法
和电子式传感器法。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
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计量之用,其测量精度可达±2%RH
以上。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。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
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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。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。干湿球法最早出现于 18世纪,
是最早用于湿度测量的方法,干湿球法其实是一种间接方法,它只有
在湿球附近的风速必需达到 2.5m/s以上,才能干湿球方程换算出湿
度值。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。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, 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。