湿度测量的基本概念

湿度测量的基本概念 在工农业生产 气象 环保 国防 科研 航天等部门 经常需要对环境湿度 进行测量及控制 对环境温 湿度的控制以及对工业材料水份值的监测与分析 都已成为比较普遍的技术条件之一 但在常规的环境参数中 湿度是最难准确测 量的一个参数 这是因为测量湿度要比测量温度复杂得多 温度是个独立的被 测量 而湿度却受其他因素 大气压强 温度 的影响 此外 湿度的校准也是 一个难题 国外生产的湿度标定设备价格十分昂贵 一 湿度定义 在计量法中规定 湿度定义为 物象状态的量 日常生活中所指的湿度为相 对湿度 用 RH 表示 总言之 即气体中 通常为空气中 所含水蒸气量 水蒸气 压 与其空气相同情况下饱和水蒸气量 饱和水蒸气压 的百分比 湿度很久以前就与生活存在着密切的关系 但用数量来进行表示较为困难 对湿 度的表示方法有绝对湿度 相对湿度 露点 湿气与干气的比值 重量或体积 等等 二 湿度测量方法 湿度测量从原理上划分有二 三十种之多 但湿度测量始终是世界计量领 域中著名的难题之一 一个看似简单的量值 深究起来 涉及相当复杂的物理 化学理论分析和计算 初涉者可能会忽略在湿度测量中必需注意的许多因素 因而影响传感器的合理使用 常见的湿度测量方法有 动态法 双压法 双温法 分流法 静态法 饱 和盐法 硫酸法 露点法 干湿球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 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 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 电子式湿度传感器法 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 三 湿度测量方案的选择 现代湿度测量方案最主要的有两种 干湿球测湿法 电子式湿度传感器测 湿法 下面对这两种方案进行比较 以便客户选择适合自己的湿度测量方法 干湿球湿度计的特点 早在 18 世纪人类就发明了干湿球湿度计 干湿球湿度计的准确度还取决于 干球 湿球两支温度计本身的精度 湿度计必须处于通风状态 只有纱布水套 水质 风速都满足一定要求时 才能达到规定的准确度 干湿球湿度计的准确 度只有 5 一 7 RH 干湿球测湿法采用间接测量方法 通过测量干球 湿球的温度经过计算得 到湿度值 因此对使用温度没有严格限制 在高温环境下测湿不会对传感器造 成损坏 干湿球测湿法的维护相当简单 在实际使用中 只需定期给湿球加水及更 换湿球纱布即可 与电子式湿度传感器相比 干湿球测湿法不会产生老化 精 度下降等问题 所以干湿球测湿方法更适合于在高温及恶劣环境的场合使用 电子式湿度传感器的特点 而电子式湿度传感器是近几十年 特别是近 20 年才迅速发展起来的 湿度 传感器生产厂在产品出厂前都要采用标准湿度发生器来逐支标定 电子式湿度 传感器的准确度可以达到 2 一 3 RH 在实际使用中 由于尘土 油污及有害气体的影响 使用时间一长 会产 生老化 精度下降 湿度传感器年漂移量一般都在 2 左右 甚至更高 一般 情况下 生产厂商会标明 1 次标定的有效使用时间为 1 年或 2 年 到期需重新 标定 电子式湿度传感器的精度水平要结合其长期稳定性去判断 一般说来 电 子式湿度传感器的长期稳定性和使用寿命不如干湿球湿度传感器 湿度传感器是采用半导体技术 因此对使用的环境温度有要求 超过其规 定的使用温度将对传感器造成损坏 所以电子式湿度传感器测湿方法更适合于在洁净及常温的场合使用 四 湿度传感器选择的注意事项 选择测量范围 和测量重量 温度一样 选择湿度传感器首先要确定测量范围 除了气象 科研部门外 搞温 湿度测控的一般不需要全湿程 0 100 RH 测量 选择测量精度 测量精度是湿度传感器最重要的指标 每提高 个百分点 对湿度传感器 来说就是上一个台阶 甚至是上一个档次 因为要达到不同的精度 其制造成 本相差很大 售价也相差甚远 所以使用者一定要量体裁衣 不宜盲目追求 高 精 尖 如在不同温度下使用湿度传感器 其示值还要考虑温度漂移的影响 众所 周知 相对湿度是温度的函数 温度严重地影响着指定空间内的相对湿度 温 度每变化 0 1 将产生 0 5 RH 的湿度变化 误差 使用场合如果难以做到恒 温 则提出过高的测湿精度是不合适的 多数情况下 如果没有精确的控温手段 或者被测空间是非密封的 5 RH 的精度就足够了 对于要求精确控制恒温 恒湿的局部空间 或者需 要随时跟踪记录湿度变化的场合 再选用 3 RH 以上精度的湿度传感器 而精度高于 2 RH 的要求恐怕连校准传感器的标准湿度发生器也难以做 到 更何况传感器自身了 相对湿度测量仪表 即使在 20 25 下 要达到 2 RH 的准确度仍是很困难的 通常产品资料中给出的特性是在常温 20 10 和洁净的气体中测量的 考虑时漂和温漂 在实际使用中 由于尘土 油污及有害气体的影响 使用时间一长 电子 式湿度传器会产生老化 精度下降 电子式湿度传器年漂移量一般都在 2 左 右 甚至更高 一般情况下 生产厂商会标明 1 次标定的有效使用时间为 1 年 或 2 年 到期需重新标定 其它注意事项 湿度传感器是非密封性的 为保护测量的准确度和稳定性 应尽量避免在 酸性 碱性及含有机溶剂的气氛中使用 也避免在粉尘较大的环境中使用 为 正确反映欲测空间的湿度 还应避免将传感器安放在离墙壁太近或空气不流通 的死角处 如果被测的房间太大 就应放置多个传感器 有的湿度传感器对供电电源要求比较高 否则将影响测量精度 或者传感 器之间相互干扰 甚至无法工作 使用时应按照技术要求提供合适的 符合精 度要求的供电电源 传感器需要进行远距离信号传输时 要注意信号的衰减问题 当传输距离 超过 200m 以上时 建议选用频率输出信号的湿度传感器 温湿度管理概述 要做好仓库温湿度管理工作 首先要学习和掌握空气温湿度的基本概念以 及有关的基本知识 空气温度 空气温度是指空气的冷热程度 一般而言 距地面越近气温越 高 距地面越远气温越低 在仓库日常温度管理中 多用摄氏表示 凡 0 度以 下度数 在度数前加一个 即表示零下多少摄氏度 空气湿度 空气湿度是指空气中水汽含量的多少或空气干湿的程度 表示 空气湿度 主要有以下几种方法 绝对湿度 是指单位容积的空气里实际所含 的水汽量 一般以克为单位 温度对绝对湿度有着直接影响 一般情况下 温 度越高 水汽蒸发得越多 绝对湿度就越大 相反 绝对湿度就小 饱和湿度 饱和湿度是表示在一定温度下 单位容积空气中所能容纳的水汽量的最大限度 如果超过这个限度 多余的水蒸气就会凝结 变成水滴 此时的空气湿度便称 为饱和湿度 空气的饱湿度不是固定不变的 它随着温度的变化而变化 温度 越高 单位容积空气中能容纳的水蒸气就越多 饱和湿度也就越大 相对湿度 相对温度是指空气中实际含有的水蒸气量 绝对湿度 距离饱 和状态 饱和湿度 程度的百分比 即 在一定温度下 绝对湿度占饱和湿度 的百分比数 相对湿度用百分率来表示 公式为 相对湿度 绝对湿度 饱和湿 度 100 绝对湿度 饱和湿度 相对湿度 相对湿度越大 表示空气越潮湿 相对湿度越小 表示空气越干燥 空气的绝对湿度 饱和湿度 相对湿度与温 度之间有着相应的关系 温度如发生了变化 则各种湿度也随之发生变化 露点 露点是指含有一定量水蒸气 绝对湿度 的空气 当温度下降到一 定程度时所含的水蒸气就会达到饱和状态 饱和湿度 并开始液化成水 这种 现象叫做结露 水蒸气开始液化成水时的温度叫做 露点温度 简称 露点 如果温度继续下降到露点以下 空气中超饱和的水蒸气 就会在商品或其他物 料的表面上凝结成水滴 此外 风与空气中的温湿度有密切关系 也是影响空 气温湿度变化的重要因素之一 库内外温湿度的变化 从气温变化的规律分析 一般在夏季降低库房内温 度的适宜时间是夜间 10 点钟以后到次日早晨 6 点钟 当然 降温还要考虑到商 品特性 库房条件 气候等因素的影响 第一讲 压力的基本概念 一 压力和压强 1 压力 物理学中把垂直压在物体表面上的力叫做压力 2 压强 压力作用的效果不仅跟压力的大小有关系 还跟受力面积的大小有关系 物体单位面积上收到的压力叫做压强 压强的计算公式是 压强 压力 受力面积 即 P F S F 压力 国际单位是牛 S 面积 国际单位是米 2 P 压强 国际单位是牛 米 2 即帕斯卡 简称帕 Pa 1Pa 1N m2 1hpa 100Pa 1KPa 1000Pa 二 液体压强 液体有流动性 它的压强有不同于固体的特点 液体对容器底和侧壁都有压强 液体内部向各个方向都有压强 液体的压强随深度增加而增大 在同一深度 液体向各个方向的压强相等 不同液体的压强还跟密度有关系 深度为 h 处液体的压强为 P gh 液体密度千克 米 3 三 大气压强 1 大气的压强 空气 也像液体那样 受到重力的作用 而且能流动 因而空气内部向各个方 向都有压强 大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强 通过用水银做测试 大气压强是 760mm 汞柱 水银的密度是 13 6 103 千 克 米 3 可以计算出大气压强为 P gh 1 01 105 帕 2 大气压的变化 大气压是由于大气层受到重力作用而产生的 离地面越高的地方 上面的大 气层越薄 那里的大气压强越小 气压计 用来测定大气压的仪器叫气压计 标准大气压 大气压不但随高度而变化 在同一地点也不是固定不变的 通常把等于 760mm 水银柱的大气压叫标准大气压 1 标准大气压 1 01325 105 帕 一切液体的沸点 都是气压减小时降低 气压增大时升高 3 气体的压强跟体积的关系 在温度不变时 一定质量的气体 体积越小 压强越大 体积越大 压强 越小 压缩空气的应用 许多机器设备利用压缩空气来工作 例如 矿山上用压 缩空气开动风镐 风钻 火车上用压缩空气制止车轮转动 制动 无轨电车 公共汽车上用压缩空气开关车门 等等 四 浮力 一切浸入液体的物体 都受到液体对它竖直向上的浮力 阿基米德原理 浸入液体里德物体受到向上的浮力 浮力的大小等于它排 开的液体受到的重力 F 浮 G 排 液 gV 排 V 排 物体排开的液体的体积 液 这种液体的密度 液 G 排 被物体排开的液体受到的重力 阿基米德原理也适用于气体 浸没在气体里的物体受到的浮力的大小 等 于它排开的气体受到的重力 第二讲 温度的基本概念 一 温度计 物理的冷热程度叫温度 1 试验用温度计 家庭和物理实验室常用的温度计是利用水银 酒精 煤油等 液体的热胀冷缩来测量温度的 2 摄氏温度 温度计上的字母 C 表示采用摄氏温度 它的规定是 把冰水混 合物的温度规定为 0 度 把 1 个标准大气压下沸水的温度规定为 100 度 0 度 和 100 度之间分成 100 等分 每一等分是摄氏温度的一个单位 叫做 1 摄氏度 3 热力学温度 宇宙中温度的下限是 273 15 这个温度叫绝对零度 科学家 们提出以绝对零度为起点的温度 叫热力学温度 国际单位制中采用热力学温度 这种温度的单位名称叫开尔文 简称开 符 号是 K 热力学温度 T 和摄氏温度 t 的关系是 T t 273 15K 4 体温计 测体温用的医用温度计 体温计里面装的液体是水银 由于人体温度的变化 范围是 35 到 42 所以它的刻度范围通常也是 35 到 42 每一小格是 0 1 二 溶化和凝固 1 状态变化 固体 液体和气体是物质存在的三种状态 物质从固态变成液态叫做溶化 从液态变成固态叫做凝固 2 熔点和凝固点 固体分为晶体和非晶体两类 晶体和非晶体的一个重要区别 就是晶体都 有一定的溶化温度 叫做熔点 非晶体没有一定的熔点 晶体也有一定的凝固温度 叫做凝固点 而且同一种物质的凝固点跟它的 熔点相同 非晶体没有一定的凝固点 几种物质的熔点 在标准大气压下 钨 3410 纯铁 1535 钢 1515 灰铸铁 1177 铜 1083 金 1064 铝 660 铅 328 锡 232 萘 80 5 海波 48 冰 0 固态水银 38 8 固态甲苯 95 固态酒精 117 固态氮 210 固态氧 218 固态氢 259 3 溶化吸热 凝固放热 晶体在溶化过程中虽然温度不变 但是必须继续加热 溶化过程才能完成 这表明晶体在溶化过程中要吸热 反过来 液体在凝固成晶体的过程中要放热 但是温度不变 非晶体在溶化或凝固过程中也要吸热或放热 但是温度改变 三 蒸发 液态和气态可以相互转化 物质从液态变为气态叫做汽化 从气态变为液 态叫做液化 蒸发和沸腾是汽化的两种方式 要加快液体的蒸发 可以提高液体的温度 增大液体的表面积和加快液体 表面上的空气流动 液体在蒸发过程中吸热 四 沸腾 沸腾是在一定温度下在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象 液体 在沸腾过程中要吸热 液体沸腾时的温度叫做沸点 不同液体的沸点不同 几种液体的沸点 在标准大气压下 液态铁 2750 液态铝 1740 水银 357 亚麻仁油 287 甲苯 111 水 100 酒精 78 5 液态氨 33 5 液态氧 183 液态氮 196 液态氢 253 液态氦 268 9 五 液化 降低温度 气体液化 试验表明 所有的气体 在温度降到足够低的时候 都可以液化 压缩体积 气体液化 有些气体只要压缩就能液化 有的气体单靠压缩不 能使它液化 必须使它温度降低到一定温度以下 才能设法使它液化 气体液化的最大好处是使它的体积缩小 便于储存和运输 液化放热 液体汽化的时候要吸热 相反 气体液化的时候要放热 六 升华和凝华 物质不但可以发生固态 液态间的相互转化 液态 气态间的相互转换 还可以发生在固态 气态间的转化 物质从固态直接变成气态叫升华 从气态 直接变成固态叫凝华 物质在升华过程中要吸热 在凝华过程中要放热 生产中可以利用升华吸 热来得到低温 第三讲 湿度的基本概念 一 绝对湿度 1 定义或解释 A 空气里所含水汽的压强叫做空气的绝对湿度 B 单位体积空气中所含水蒸气的质量叫做空气的绝对湿度 2 单位 绝对湿度的单位习惯用毫米水银柱高来表示 也常用 1 立方米空气中所含 水蒸汽的克数来表示 3 说明 A 空气的干湿程度和单位体积的空气里所含水蒸汽的多少有关 在一定温 度条件下 一定体积的空气中 水汽密度越大 汽压也越大 密度越小 汽压 也越小 所以通常是用空气里水蒸气的压强表示湿度的 B 湿度是表示空气的干湿程度的物理量 空气的湿度有多种表示方式 如 绝对湿度 相对湿度和露点等 二 相对湿度 1 定义或解释 A 空气中实际所含水蒸汽密度和同温度下饱和水蒸气密度的百分比值叫做 空气的相对湿度 B 在某一温度时 空气的绝对湿度 跟在同一温度下的饱和水汽压的百分 比值 叫做当时的空气相对湿度 2 说明 A 实际上碰到许多跟湿度有关的现象并不跟绝对湿度直接有关 而是跟水 汽离饱和状态的程度有直接关系 因此提出了一个能表示空气中的水汽离开饱 和程度的新概念 相对湿度 也是空气湿度的一种表示方式 B 由于在温度相同时 蒸汽的密度和蒸汽压强成正比 所以相对湿度通常 就是实际水蒸气压强和同温度下饱和水蒸气压强的百分比值 三 露点 1 定义或解释 A 使空气里原来所含的未饱和水蒸汽变成饱和时的温度 叫做露点 B 空气的相对湿度变成 100 时 也就是实际水蒸汽压强等于饱和水蒸汽 压强时的温度 叫做露点 2 单位 习惯上 常用摄氏温度表示 3 说明 A 人们常常通过测定露点 来确定空气的绝对湿度和相对湿度 所以露点也 是空气湿度的一种表示方式 例如 当测得了在某一气压下空气的温度是 20 露点是 12 那么 就可以从表中查得 20 时的饱和蒸汽压为 17 54mmHg 12 时的饱和蒸汽压为 10 52mmHg 则此时 空气的绝对湿度 p 10 52mmHg 空气的相对湿度 B 10 52 17 54 100 60 采用这种方法来确定空气的湿度 有着重大的实用价值 但这里很关键的一 点 要学会露点的测定方法 B 露点的测定 在农业上意义很大 由于空气的湿度下降到露点时 空气中 的水蒸汽就凝结成露 如果露点在 O 以下 那么气温下降到露点时 水蒸汽 就会直接凝结成霜 知道了露点 可以预报是否发生霜冻 使农作物免受损害 C 气温和露点的差值愈小 表示空气愈接近饱和 气温和露点接近 也就是 此时的相对湿度百分值大 人们感觉气候潮湿 气温和露点差值大 即此时的 相对湿度百分比值小 人们感觉气候干燥 人体感到适中的相对湿度是 60 70 D 严格地说 露点时的饱和汽压和空气当时的水汽压强是不相等的 由于未 饱和汽的压强随温度的变化是遵循下列规律 Pt P0 1 t 273 在日常的温差下 压强的变化很小 所以近似地当作不变来处理 如上例中 在某一汽压下 空气气温是 20 露点是 12 那么从图中可见直线几乎和 t 轴平行 四 未饱和汽 1 定义或解释 还没有达到饱和程度的汽叫做未饱和汽 2 说明 A 液体在汽化时 它的分子不断从液体内飞出 形成蒸汽 但由于分子的 热运动 也有些分析要从蒸汽中返回液体 在一定的温度下 如果单位时间内 返回的分子数小于分出的分子数 则蒸汽的密度还可以继续增加 在宏观上表 现出蒸发继续进行 这时的蒸汽就是未饱和蒸汽 B 未饱和汽和一般的气体一样近似地遵循理想气体的三个实验定律 C 未饱和汽和饱和汽的性质完全不同 但它们在一定的条件下可相互转化 未饱和汽变成饱和汽的方法是增加压强和降低温度 增加压强可以减小分子间 的距离 增加汽的密度 从而增加单位时间内返回液体的分子个数 降低温度 可以减低液体分子的平均动能 从而减少单位时间内飞出液体的分子数 使汽 化和液化从不平衡变为平衡 因此不论是增加压强 或减小体积 还是降低温 度 都可使液体和汽达到动态平衡 使它变成饱和汽 反之 把饱和汽变成未饱和汽也有两种方法 增大汽的体积 提高汽的温 度 五 饱和汽 1 定义和解释 如果汽跟产生这个汽的液体处于动态平衡 这个汽叫做饱和汽 2 说明 A 液体在蒸发过程中 分子不断在液面上克服其他分子的引力 而进入大 气 形成蒸汽分子 同时 蒸汽分子由于热运动还不断返回液体 当液面敞开 时 蒸汽分子在单位时间内返回液体的分子数 小于逸出液面的分子数 液体 不断蒸发 液体不断蒸发 在密闭容器内 随着蒸发过程的进行 容器内蒸汽 的密度不断增大 返回液体的分子数也不断增多 当单位时间内从液体里逸出 的分子数和返回液体的分子数相等时 液面上方汽的密度不再变化 但是由液 体里逸出和由汽返回液体里的分子的运动仍然在不断地进行 这时汽和液体间 就达到了动态平衡 宏观上表现为蒸发现象停止 这种和液体保持动态平衡时 的蒸汽叫做饱和汽 这时的温度和压强分别叫做 饱和温度 和 饱和汽压 B 一定的液体在一定温度下的饱和汽压是一定的 但一般随温度的升高而 增加 当温度变化时 原有的动态平衡被破坏 分子逸出和返回的数目相等 经过一个驰豫过程建立起新的动态平衡 这时饱和汽的密度随之变化 在同温 度下 各种物质的饱和汽压是不同的 液态物质温度升高到它的沸点时 其饱 和汽压和外界压强相等 C 若温度不变时 容器内饱和汽的密度就保持不变 这时如果增大饱和汽 的体积 汽的密度一定减小 饱和汽成了未饱和汽 容器内的液体又开始蒸发 直到汽达到饱和 汽的密度又恢复原状 反之 如果减小饱和汽的体积 汽的 密度一定随着增大 要恢复原状 就有部分饱和汽转化为液体 总之 在有液 体存在时 只要液体和汽的温度保持不变 无论饱和汽的体积增加或减少 饱 和汽的压强不改变 也就是说 一定液体的饱和汽压的大小只和它的温度有关 和它的体积无关 饱和汽和一般的气体性质不同 它的压强 体积跟温度的相 互关系并不理想气体三条实验定律 D 驰豫过程 物质系统由非平衡状态自发地趋于平衡状态的过程 驰豫过 程所经历的时间叫做驰豫时间 物质系统内部温度由不一致趋于一致也是一种 驰豫过程 不同过程驰豫时间往往差别很大 其数值同具体过程有密切关系 六 过饱和蒸汽 1 定义或解释 在一定温度下 超过饱和蒸汽应有的密度而仍不液化或凝华的蒸汽 2 说明 A 由于过饱和蒸汽的密度对应于较高温度时饱和蒸汽的密度 所以过饱和 蒸汽也叫做 过冷蒸汽 B 处于过饱和状态的气体并不稳定 如果受到扰动或出现水汽凝结时的依 附物 如尘埃等 就会部分液化或凝华而回到饱和状态 湿度概念的补充讲座 湿度反映了气体中水汽含量的多少 在计量法中规定 湿度定义为 物象状态的 量 日常生活中所指的湿度为相对湿度 RH 表示 总言之 即气体中 通常 为空气中 所含水蒸气量 水蒸气压 与其空气相同情况下饱和水蒸气量 饱和水蒸 气压 的百分比 一 相对湿度 Relative humidity 在相同温度下 空气中水汽含量与饱和水汽含量之间的比例 详细解释 压力为 P 温度为 T 的湿空气的相对湿度是指给定的湿空气中 水 汽的摩尔分数与同一温度 T 和压力 P 下纯水表面的饱和水汽的摩尔分数之比 用百分数表示 相对湿度是两个压强值之比 气体中的水蒸气压 e 与其气体的饱和水蒸气压 s 的比 用百分比表示 rh e es 100 但是 温度和压力的变化导致饱和水蒸气压的变化 rh 也将随之而变化 冰会产生的蒸汽压强低于液态水 因此 当液态水以冰的形式出现时 冷凝会 在相对湿度低于 100 的情况下产生 相对湿度的大小表示空气接近饱和的程度 当 f 100 时 表示空气已经达到 饱和 未饱和时 f 100 过饱和时 f 100 相对湿度的大小不仅与大气中 水汽含量有关 而且还随气温升高而降低 注 饱和水蒸气压 Saturation Vapor Pressure 气体中所含水蒸气的量是有限度的 达到限度的状态即可称之为饱和 此时的 水蒸气压即称为饱和水蒸气压 此物理量亦随着温度 压力的变化而变化 并且 0 以下即使同一湿度 与水共存的饱和水蒸气压 esw 和与冰共存的饱和水蒸 气压 esi 的值不同 通常所采用的是与水共存的饱和水蒸气压 esw 各温度 对应的饱和水蒸气压表 JIS Z 8806 在卷末记载 中国科学院计算机网络信息中心提供的解释如下 水汽压和相对湿度 大气中水汽的含量虽然不多 却是大气中极其活跃的成分 在天气和气候中扮 演着重要的角色 大气中的水汽含量有很多种测量方法 日常生活中人们最关 心的是水汽压 绝对湿度和相对湿度 水汽压 e 是大气压力中水汽的分压力 和气压一样用百帕来度量 以前气压 和水汽压常以水银柱的毫米数来测度 1 百帕 0 75008 毫米水银柱 在一定温 度下空气中水汽达到饱和时的分压力 称为饱和水汽压 E 饱和水汽压随着气 温的升高而迅速增加 二 绝对湿度 Absolute humidity 单位体积 1m3 的气体中含有水蒸气的质量 g 表示 D g m3 但是 即使水蒸气量相同 由于温度和压力的变化气体体积也要发生变化 即 绝对湿度 D 发生变化 D 为容积基准 三 露点 Dew Point 温度较高的气体其所含水蒸气也较多 将此气冷却后 其所含水蒸气的量即使不发 生变化 相对湿度增加 当达到一定温度时相对 rh 达到 100 饱和 此时 继续进行 冷却的话 其中一部分的水蒸气将凝聚成露 此时的温度即为露点温度 Dew Point Temperature 露点在 0 以下结冰时即为霜点 Frost Point 霜 点 Fp 是指气体冷却 开始由水汽冷凝为固态冰的温度 霜点只会在气温低于 结冰点以下时出现 露点的原始定义一般说来是 湿度一定 压力一定的被测量气体被降温 当降 到一个特定的温度时出现结露现象 此时这个特定温度就是这个压力条件下的 露点温度 所以才出现了从原始定义出发测量露点的镜面式露点仪 相对湿度是被测量气体的水蒸气分压与相同压力 温度条件下净水表面饱和水 蒸气分压的比值 范围 0 100 单位 RH 无量纲单位 露点的测量环境要根据测量仪器的不同而定 镜面式露点仪一般要求流量 基 本都为 0 25 升 分钟至 5 升 分钟之间 流量过大或过小都将导致测量不准确 探头式的在线露点仪也要求流量条件 它的流量性质准确的称为流速 不同压 力下流速允许范围因传感器不同而异 相对湿度基本没碰到过有什么要求 一般常见的是在相对湿度含量很低的情况 下用露点表示 或者直接用含水 PPM 表示 因为你不能用小数点以后几个零的 数字来表示 那样没有意义 高温下也一般已经不存在相对湿度的概念 因为 水已经被完全汽化 根本不存在含水量的概念 高压下例外 无论是高温还是 高温高压下 现在的相对湿度传感器基本都是通过采样气体测量常温湿度 然 后反推得出的 结论 如果空气相对湿度达到 100 RH 那么此时的空气温度就是露点温度 这个结果不难得出 四 相对湿度 露点温度转换的基本原理说明 湿度研究对象是气体和水汽的混合物 无论是对于自由大气中的空气而言 还 是对密闭容器中的特定气体而言 但凡是气体和水汽的混合物 都可以作为湿 度的研究对象 湿度研究的一般理论大多都是通用的 湿度的表示方法很多 包括混合比 体积比 比湿 绝对湿度 相对湿度等等 虽然各单位之间的转换非常复杂 但其定义都是基于混合气体的概念引出的 相对湿度是比较常用的湿度单位 是一个相对概念 所以 相对湿度是一个无 量纲单位 主要有以下几种定义表达 压力为 P 温度为 T 的湿空气的相对湿度 是指在给定的湿空气中 水汽的摩 尔分数 或实际水汽压 与同一温度 T 和压力 P 下纯水表面的饱和水汽的摩尔 分数 或饱和水气压 之比 用百分数表示 实际水汽压与同一温度条件下的饱和水汽压的比值 从相对湿度的定义中可以看出 相对湿度的计算 是通过混合气体的实际水汽 压与同状态下 温度 压力 水汽达到饱和时其饱和水汽压相比得来的 对于混合气体而言 其实际水汽压与总压力和混合比相关 但对于物质的量而 言 是独立的 也就是无相关的 但是 在保持混合气体压力不变的情况下 混合气体的饱和水汽压是与温度相关的 在保持系统的混合比 总压力不变的情况下 降低混合气体的温度 能够降低 混合气体的饱和水汽压 从而使得混合气体的饱和水汽压等于混合气体的实际 水汽压 此时 相对湿度为 100 该温度 即为混合气体的露点温度 基于上述解释 可以看出 只要测量得到了露点温度 通过温度 to 饱和水汽压 的计算公式或者计算程序 即可计算出混合气体的在露点温度时的饱和水汽压 也就是正常状态下混合气体的实际水汽压 同样 只要测量了当前混合气体的正常温度 就可以通过温度 to 饱和水汽压的 计算公式或者计算程序 得到当前系统正常温度下的饱和水汽压 实际水汽压 除以饱和水汽压 就可以得到相对湿度 相对湿度换算为露点温度 由于露点温度定义为空气中的水汽达到饱和时的温 度 所以 必须先计算出实际水汽压 根据露点的定义 这时的水汽压就是露 点温度对应的饱和水气压 因此 可以用对饱和水汽压求逆的方法计算露点温 度 当前市场上有两家国外品牌 芬兰 vaisala 瑞士 rotronic 6 楼 回复时间 2006 6 9 17 33 00 color FF0000 AI 干湿球温湿度控制仪表在塑料大棚蘑菇房应用介绍 color 干 湿球温湿度应用介绍宇电 干湿球温湿度数字显示控制报警通讯仪表 专用于 高湿环境 型号 AI 702MAJ0J0L5L5S 二支 PT100 输入 四路报警输出 有 通讯功能 适用于环境试验室 AI 702MAJ0J0L5I5I5S 二支 PT100 输入 二路报警输出 四路开关量输入 有通讯功能 适用于塑料大棚