溫濕度計的測量原理及使用方法
一、溫濕度計濕度定義
在計量法中規(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濕度,用RH%表示??傃灾?,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)量來進行表示較為困難。對濕度的表示方法有絕對濕度、相對濕度、露點、濕氣與干氣的比值(重量或體積)等等。
二、濕度測量方法
溫濕度計濕度測量從原理上劃分有二、三十種之多。但濕度測量始終是世界計量領(lǐng)域中著名的難題之一。一個看似簡單的量值,深究起來,涉及相當復雜的物理-化學理論分析和計算,初涉者可能會忽略在濕度測量中必需注意的許多因素,因而影響傳感器的合理使用。
常見的濕度測量方法有:動態(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P、V、T平衡原理,平衡時間較長,分流法是基于絕對濕氣和絕對干空氣的精確混合。由于采用了現(xiàn)代測控手段,這些設(shè)備可以做得相當精密,卻因設(shè)備復雜,昂貴,運作費時費工,主要作為標準計量之用,其測量精度可達±2%RH以上。
② 靜態(tài)法中的飽和鹽法,是濕度測量中較為常見的方法,簡單易行。但飽和鹽法對液、氣兩相的平衡要求很嚴,對環(huán)境溫度的穩(wěn)定要求較高。用起來要求等很長時間去平衡,低濕點要求更長。特別在室內(nèi)濕度和瓶內(nèi)濕度差值較大時,每次開啟都需要平衡6~8小時。
③ 露點法是測量濕空氣達到飽和時的溫度,是熱力學的直接結(jié)果,準確度高,測量范圍寬。計量用的精密露點儀準確度可達±0.2℃甚至更高。但用現(xiàn)代光-電原理的冷鏡式露點儀價格昂貴,常和標準濕度發(fā)生器配套使用。
④ 干濕球法,這是18世紀就發(fā)明的測濕方法。歷史悠久,使用較為普遍。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:即在濕球附近的風速必需達到2.5m/s以上。普通用的干濕球溫度計將此條件簡化了,所以其準確度只有5~7%RH,干濕球也不屬于靜態(tài)法,不要簡單地認為只要提高兩支溫度計的測量精度就等于提高了濕度計的測量精度。
⑤電子式濕度傳感器法
電子式濕度傳感器產(chǎn)品及濕度測量屬于90年代興起的行業(yè), 近年來,國內(nèi)外在濕度傳感器研發(fā)領(lǐng)域取得了長足進步。濕敏傳感器正從簡單的濕敏元件向集成化、智能化、多參數(shù)檢測的方向迅速發(fā)展,為開發(fā)新一代濕度測控系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件,也將濕度測量技術(shù)提高到新的水平。
三、濕度測量方案的選擇
現(xiàn)代濕度測量方案最主要的有兩種:干濕球測濕法,電子式濕度傳感器測濕法。下面對這兩種方案進行比較,以便客戶選擇適合自己的濕度測量方法。
干濕球測濕法的維護相當簡單,在實際使用中,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,干濕球測濕法不會產(chǎn)生老化,精度下降等問題。所以干濕球測濕方法更適合于在高溫及惡劣環(huán)境的場合使用。
電子式濕度傳感器的特點:
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)展起來的。濕度傳感器生產(chǎn)廠在產(chǎn)品出廠前都要采用標準濕度發(fā)生器來逐支標定,電子式濕度傳感器的準確度可以達到2%一3%RH。
在實際使用中,由于塵土、油污及有害氣體的影響,使用時間一長,會產(chǎn)生老化,精度下降,濕度傳感器年漂移量一般都在±2%左右,甚至更高。一般情況下,生產(chǎn)廠商會標明1次標定的有效使用時間為1年或2年,到期需重新標定。
電子式濕度傳感器的精度水平要結(jié)合其長期穩(wěn)定性去判斷,一般說來,電子式濕度傳感器的長期穩(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體技術(shù),因此對使用的環(huán)境溫度有要求,超過其規(guī)定的使用溫度將對傳感器造成損壞。
所以電子式濕度傳感器測濕方法更適合于在潔凈及常溫的場合使用。
四、濕度傳感器選擇的注意事項
①.選擇測量范圍
和測量重量、溫度一樣,選擇濕度傳感器首先要確定測量范圍。除了氣象、科研部門外,搞溫、濕度測控的一般不需要全濕程(0-100%RH)測量。
②、選擇測量精度
測量精度是濕度傳感器較為重要的指標,每提高-個百分點,對濕度傳感器來說就是上一個臺階,甚至是上一個檔次。因為要達到不同的精度,其制造成本相差很大,售價也相差甚遠。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。眾所周知,相對濕度是溫度的函數(shù),溫度嚴重地影響著指定空間內(nèi)的相對濕度。溫度每變化0.1℃。將產(chǎn)生0.5%RH的濕度變化(誤差)。使用場合如果難以做到恒溫,則提出過高的測濕精度是不合適的。
多數(shù)情況下,如果沒有精確的控溫手段,或者被測空間是非密封的,±5%RH的精度就足夠了。對于要求精確控制恒溫、恒濕的局部空間,或者需要隨時跟蹤記錄濕度變化的場合,再選用±3%RH以上精度的濕度傳感器。
而精度高于±2%RH的要求恐怕連校準傳感器的標準濕度發(fā)生器也難以做到,更何況傳感器自身了。相對濕度測量儀表,即使在20-25℃下,要達到2%RH的準確度仍是很困難的。通常產(chǎn)品資料中給出的特性是在常溫(20℃±10℃)和潔凈的氣體中測量的。
③、考慮時漂和溫漂
在實際使用中,由于塵土、油污及有害氣體的影響,使用時間一長,電子式濕度傳器會產(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)廠商會標明1次標定的有效使用時間為1年或2年,到期需重新標定。
④、其它注意事項
濕度傳感器是非密封性的,為保護測量的準確度和穩(wěn)定性,應(yīng)盡量避免在酸性、堿性及含有機溶劑的氣氛中使用。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。如果被測的房間太大,就應(yīng)放置多個傳感器。
有的濕度傳感器對供電電源要求比較高,否則將影響測量精度?;蛘邆鞲衅髦g相互干擾,甚至無法工作。使用時應(yīng)按照技術(shù)要求提供合適的、符合精度要求的供電電源。
傳感器需要進行遠距離信號傳輸時,要注意信號的衰減問題。當傳輸距離超過200m以上時,建議選用頻率輸出信號的濕度傳感器。
數(shù)顯電子溫濕度計的操作方法具體操作方法:(HTC-1)
1、依機背指示方向推開電池門,取出電池隔片,然后裝回電池門,該機即可用。
2、按鍵功能:(MODE)切換時鐘與鬧鐘顯示模式/設(shè)定當前時間、鬧鐘、12或24小時制、日期(ADJ)調(diào)整被設(shè)項目的數(shù)值;(MEMORY)顯示記憶中的zui高/zui低溫濕度值/清除記憶的zui高/zui低溫濕度值;(℃/ oF)切換溫度單位以℃(攝氏度)或oF(華氏度)顯示;(RESET)清除所有設(shè)定/記憶值,返回初始狀態(tài)。
3、在初始狀態(tài)下按?。∕ODE)1秒,當前時間的分鐘數(shù)開始閃動,按(ADJ)可以調(diào)節(jié)分鐘數(shù),連續(xù)按(MODE)可以分別設(shè)定“時鐘”、“12/24”、“月(M)”、“日(D)”
4、在當前時鐘模式下,(時鐘與分鐘之間的兩點每秒閃動一次)切換顯示為鬧鐘模式(時鐘與分鐘之間的兩點不閃動),此時按(ADJ)可以切換“鬧鐘”(Alarm)功能/“整點報時”()功能的開與關(guān),再按住(MODE)2秒,可以設(shè)定鬧鈴時間,同時啟動“整點極時”功能,()符號出現(xiàn)。
5、在鬧鐘模式下,若無任何操作則一分鐘后自動返回當前時鐘,此時按一次(ADJ)切換至日歷顯示,3秒后自動返回當前時鐘按MAX/MIN鈕,顯示溫/濕度后次清除(CLEAR)以來的zui大值。
6、按(MEMORY)可以顯示記憶的溫/濕度zui大值(MAX)和小值(MIN),按?。∕EMORY)超過2秒可清除記憶大/小值。
數(shù)顯電子溫濕度計的操作方法
注意事項:
1.初次使用或更換電池時請按一次RESET(在機背后);
2.若該機出現(xiàn)任何不良,請按一次RESET;
3.電池用完后,請放回政府指定地點。
高精度溫濕度計的主要特點:鄭州歐諾WSB-1-H2適用環(huán)境: 適用于對溫度及相對濕度有一定要求的環(huán)境。如:氣象觀測、實驗室、檔案室、通訊機房、科研、農(nóng)業(yè)及紡織、醫(yī)藥、醫(yī)院、倉庫、博物館、辦公室及家庭等諸多場所
基本功能: ● 溫度、濕度、時鐘顯示
● ℃/℉溫度顯示
● 相對濕度及舒適度顯示功能
● 高/低溫度記憶顯示功能
● 高/低相對濕度記憶顯示功能
● 日歷顯示功能
● 12/24小時制時鐘
規(guī) 格 | 功 能 | 測量范圍 | |
WSB-1-H2 | 90×120mm | 溫、濕、時 | -20 ~ +60℃ |
適用環(huán)境: 適用于對溫度及相對濕度有一定要求的環(huán)境。如:氣象觀測、實驗室、檔案室、通訊機房、科研、農(nóng)業(yè)及紡織、醫(yī)藥、醫(yī)院、倉庫、博物館、辦公室及家庭等諸多場所。
高精度溫濕度計的主要特點技術(shù)參數(shù):
●溫度測量范圍:WSB-1型 -20℃~+60℃ WSB-2型 -50℃~+70℃(外置傳感器)
●溫度分辨力顯示:0.1℃(0.2℉)
●溫度測量精度::±1.0℃
●溫度取樣周期:10秒
●相對濕度測量范圍:10%RH~99%RH
●相對濕度分辨力:±1%RH
●相對濕度測量精度:±3%~5%RH(40%RH~80%RH范圍內(nèi))
使用及維護:
●儀表的溫度和濕度均已調(diào)節(jié)準確。儀表的時鐘在裝上一節(jié)7號電池并校準時間后即可使用。
●儀表的使用環(huán)境應(yīng)保持潔潔凈,不得有腐蝕性氣體,不能直接接觸水和蒸汽。
●本儀表為精密儀器,敬請用戶勿自行拆卸,否則可能造成儀表的損壞。
存儲要求: 存儲環(huán)境須潔凈,溫度要求在-20℃~+60℃之間
技術(shù)參數(shù):
●溫度測量范圍:WSB-1型 -20℃~+60℃ WSB-2型 -50℃~+70℃(外置傳感器)
●溫度分辨力顯示:0.1℃(0.2℉)
●溫度測量精度::±1.0℃
●溫度取樣周期:10秒
●相對濕度測量范圍:10%RH~99%RH
●相對濕度分辨力:±1%RH
●相對濕度測量精度:±3%~5%RH(40%RH~80%RH范圍內(nèi))