濕度儀就是測量空氣溫度或空氣中水汽含量的儀器。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣象、環(huán)保、國防、科研、航天等部門，經(jīng)常需要對環(huán)境濕度進(jìn)行測量及控制。
基本概念
對環(huán)境溫、濕度的控制以及對工業(yè)材料水份值的監(jiān)測與分析都已成為比較普遍的技術(shù)條件之一,但在常規(guī)的環(huán)境參數(shù)中，濕度是最難準(zhǔn)確測量的一個參數(shù)。這是因?yàn)闇y量濕度要比測量溫度復(fù)雜得多，溫度是個獨(dú)立的被測量，而濕度卻受其他因素（大氣壓強(qiáng)、溫度）的影響。此外，濕度的校準(zhǔn)也是一個難題。國外生產(chǎn)的濕度標(biāo)定設(shè)備價格十分昂貴。
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。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)量來進(jìn)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(diǎn)、濕氣與干氣的比值（重量或體積）等等。
濕度測量方法
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(dāng)復(fù)雜的物理-化學(xué)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(diǎn)法，干濕球法和電子式傳感器法。
雙壓法、雙溫法
是基于熱力學(xué)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(dāng)精密，卻因設(shè)備復(fù)雜，昂貴，運(yùn)作費(fèi)時費(fèi)工，主要作為標(biāo)準(zhǔn)計量之用，其測量精度可達(dá)±2%RH以上。
靜態(tài)法中的飽和鹽法
是溫濕度計測量中最常見的方法，簡單易行。但飽和鹽法對液、氣兩相的平衡要求很嚴(yán)，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(diǎn)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。
露點(diǎn)法
是測量濕空氣達(dá)到飽和時的溫度，是熱力學(xué)的直接結(jié)果，準(zhǔn)確度高，測量范圍寬。計量用的精密露點(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)儀價格昂貴，常和標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器配套使用。
干濕球法
這是18世紀(jì)就發(fā)明的測濕方法。歷史悠久，使用最普遍。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將此條件簡化了，所以其準(zhǔn)確度只有5~7%RH,干濕球也不屬于靜態(tài)法，不要簡單地認(rèn)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。干濕球測濕法采用間接測量方法，通過測量干球、濕球的溫度經(jīng)過計算得到濕度值。因此對使用溫度沒有嚴(yán)格限制，在高溫環(huán)境下測濕不會對傳感器造成損壞
干濕球濕度計的特點(diǎn)：
早在18世紀(jì)人類就發(fā)明了干濕球濕度計，干濕球濕度計的準(zhǔn)確度還取決于干球、濕球兩支溫度計本身的精度；濕度計必須處于通風(fēng)狀態(tài)：只有紗布水套、水質(zhì)、風(fēng)速都滿足一定要求時，才能達(dá)到規(guī)定的準(zhǔn)確度。干濕球濕度計的準(zhǔn)確度只有5%一7%RH [2] 。
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(jìn)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。
濕度的表示方法
濕度表示空氣中水汽的含量或干濕程度，在氣象觀測中常用水汽壓、相對濕度和露點(diǎn)溫度三種物理量表示。
1） 水汽壓（e）：是水汽在大氣總壓力中的分壓力。它表示了空氣中水汽的絕對含量的大小，以毫巴為單位。空氣吸收水汽有一定限量，達(dá)到了限量就不再吸收，這個限量叫“飽和點(diǎn)”。空氣中水汽達(dá)到飽和點(diǎn)時的水汽壓，稱為飽和水汽壓（或稱最大水汽張力）。飽和水汽壓是溫度的函數(shù)，隨溫度升高而增大。在同一溫度下，純冰面上的飽和水汽壓要小于純水面上的飽和水汽壓。
2） 相對濕度（rh）：濕空氣中實(shí)際水汽壓e與同溫度下飽和水汽壓E的百分比，即
。相對濕度的大小能直接表示空氣距離飽和的相對程度。空氣完全干燥時，相對濕度為零。相對濕度越小，表示當(dāng)時空氣越干燥。當(dāng)相對濕度接近于100%時，表示空氣很潮濕，越接近于飽和。
3） 露點(diǎn)（或霜點(diǎn)）溫度：指空氣在水汽含量和氣壓都不改變的條件下，冷卻到飽和時的溫度。形象地說，就是空氣中的水蒸氣變?yōu)槁吨闀r候的溫度叫露點(diǎn)溫度。露點(diǎn)溫度本是個溫度值，可為什么用它來表示濕度呢？這是因?yàn)椋?dāng)空氣中水汽已達(dá)到飽和時，氣溫與露點(diǎn)溫度相同；當(dāng)水汽未達(dá)到飽和時，氣溫一定高于露點(diǎn)溫度。所以露點(diǎn)與氣溫的差值可以表示空氣中的水汽距離飽和的程度。
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(jìn)行比較，以便客戶選擇適合自己的濕度測量方法 [3] 。
干濕球測濕法的維護(hù)相當(dāng)簡單，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。
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(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器來逐支標(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(biāo)明1次標(biāo)定的有效使用時間為1年或2年，到期需重新標(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(dǎo)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 。
干濕球溫度表
用一對并列裝置的，形狀完全相同的溫度表，一支測氣溫，稱干球溫度表，另一支包有保持浸透蒸餾水的脫脂紗布，稱濕球溫度表。當(dāng)空氣未飽和時，濕球因表面蒸發(fā)需要消耗熱量，從而使?jié)袂驕囟认陆怠Ｅc此同時，濕球又從流經(jīng)濕球的空氣中不斷取得熱量補(bǔ)給。當(dāng)濕球因蒸發(fā)而消耗的熱量和從周圍空氣中獲得的熱量相平衡時，濕球溫度就不再繼續(xù)下降，從而出現(xiàn)一個干濕球溫度差。干濕球溫度差值的大小，主要與當(dāng)時的空氣濕度有關(guān)。空氣濕度越小，濕球表面的水分蒸發(fā)越快，濕球溫度降得越多，干濕球的溫差就越大；反之，空氣濕度越大，濕球表面的水分蒸發(fā)越慢，濕球溫度降得越少，干濕球的溫差就越小。當(dāng)然，干濕球的溫差的大小還與其他一些因素有關(guān)，如濕球附近的通風(fēng)速度、氣壓、濕球大小、濕球潤濕方式等有關(guān)。可以根據(jù)干濕球溫度值，并將一些其它因素考慮在內(nèi)，從理論上推算出當(dāng)時的空氣濕度來。干濕球溫度表是當(dāng)前測濕的主要儀器，但不適用于低溫（-10℃以下）使用。
發(fā)濕度表
發(fā)濕度表（計）利用脫脂人發(fā)（或牛的腸衣）具有空氣潮濕時伸長，干燥時縮短的特性，制成毛發(fā)濕度表或濕度自記儀器，它的測濕精度較差，毛發(fā)濕度表通常在氣溫低于-10℃時使用。
電阻式濕度片
電阻式濕度片利用吸濕膜片隨濕度變化改變其電阻值的原理，常用的有碳膜濕敏電阻和氯化鋰濕度片兩種。前者用高分子聚合物和導(dǎo)電材料碳黑，加上粘合劑配成一定比例的膠狀液體，涂覆到基片上組成的電阻片；后者是在基片上涂上一層氯化鋰酒精溶液，當(dāng)空氣濕度變化時，氯化鋰溶液濃度隨之改變從而也改變了測濕膜片的電阻。這類元件測濕精度較干濕表低，主要用在無線電探空儀和遙測設(shè)備中。
薄膜濕敏電容
薄膜濕敏電容是以高分子聚合物為介質(zhì)的電容器，因吸收（或釋放）水汽而改變電容值。它制作精巧，性能優(yōu)良，常用在探空儀和遙測中。
露點(diǎn)儀
能直接測出露點(diǎn)溫度的儀器。使一個鏡面處在樣品濕空氣中降溫，直到鏡面上隱現(xiàn)露滴（或冰晶）的瞬間，測出鏡面平均溫度，即為露（霜）點(diǎn)溫度。它測濕精度高，但需光潔度很高的鏡面，精度很高的溫控系統(tǒng)，以及靈敏度很高的露滴（冰晶）的光學(xué)探測系統(tǒng)。使用時必須使吸入樣本空氣的管道保持清潔，否則管道內(nèi)的雜質(zhì)將吸收或放出水分造成測量誤差。
高溫濕度儀
RHS-200高溫濕度儀，具有測試精度高，響應(yīng)速度快及性能穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。整機(jī)設(shè)計新穎，功能齊全，能快速方便地檢測高溫氣氛中的濕度，并具有DC 4～20mA輸出接口，可實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控
主要應(yīng)用場合
本濕度測定儀適用于測定高溫氣氛中的濕度，可廣泛應(yīng)用于印染，蒸化，烘干，煙草，木材、造紙工業(yè)中的濕度測控；化工、制藥、纖維、紡織工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的濕度測控；煙草、蔬菜、的濕度測控。同時，本濕度測定儀還可使用于燃燒環(huán)境下的濕度測定，可應(yīng)用于陶瓷干燥窯爐中的濕度測定，焊條干燥爐中的濕度測定。
高溫濕度傳感器特點(diǎn)
1、采用目前最先進(jìn)的德國傳感器，適合在0-500℃環(huán)境下使用，可直接測量水汽濃度，而其它濕度傳感器采用間接推算，條件稍變導(dǎo)致偏差很大。
2、響應(yīng)速度快，是普通干濕法測試度無法比擬的。
主要技術(shù)指標(biāo)
1 濕度測量范圍：0～100%；
2 濕度測量準(zhǔn)確度：±1%FS（在水蒸氣與空氣混合氣體中）；
3 響應(yīng)時間：小于60秒（90%響應(yīng)）；
4 傳感器平均壽命：大于3年；
5 允許環(huán)境溫度：0～500℃（離端子盒100mm）；
6 顯示：數(shù)碼顯示/液晶顯示；
7 濕度輸出信號：4-20mA / 1-5v / 標(biāo)準(zhǔn)的RS485通訊口等；
8 濕度報警輸出：接點(diǎn)功率容量為AC220V 0.3A；
9 電源：AC 165～240V 50/60Hz；
10 消耗功率：約15-20W。 |
