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文档简介
2026/8/151第4章建筑热湿环境参数测量LET'SEMBARKONTODAY'SSHARINGJOURNEYTOGETHER学习目标掌握温度的基本概念和常用温标理解各种温度测量方法的原理与应用熟悉湿度表示方法及测量技术了解冷热量测量的基本原理与方法掌握热电偶、热电阻等常用测温仪器的使用能够正确选择和使用温湿度测量仪器重点难点重点:各种温度计、湿度计的测温原理及结构、热流量及冷量的测量原理。难点:热电偶的测温原理和非接触式测温原理,干湿球法和露点法的测湿原理。学习要求:通过本章内容的学习,让学生了解有关温湿度、热量与工程的关系,了解行业前沿,着重培养学习的工程能力。目录010203温度测量湿度测量冷热量测量
温度和温标利用热膨胀效应的温度测量利用热电效应的温度测量利用热电阻效应的温度测量利用热辐射的温度测量利用全息干涉技术的温度测量其他测温方法
温度计的制作、校准与标定湿度的基本概念干湿球法湿度测量电阻法湿度测量露点法湿度测量吸湿法湿度测量湿度校正装置热流测量热量测量冷量测量TEMPERATURE&THERMOMETRICSCALE温度与温标温度的定义温度是表征物体或系统冷热程度的物理量。从微观上讲,温度是物质分子运动平均动能大小的标志。反映物质内部分子无规则运动的剧烈程度温标的定义温标是用来衡量温度高低的标准尺度,规定温度的读数起点和测量单位。各种测温仪表的刻度数值由温标确定国际常用温标℃定义:标准大气压下,水的冰点为0°C,沸点为100°C分度:0°C到100°C之间分为100等份,每份为1°C。应用:广泛应用于日常生活、科学研究和工程领域。优点:简单直观,易于理解和使用。·摄氏温标TEMPERATURE&THERMOMETRICSCALE温度与温标°F定义:
标准大气压下,水的冰点为32°F,沸点为212°F。分度:
32°F到212°F之间分为180等份,每份为1°F。换算:
t=5/9(F−32)应用:
主要应用于美国等少数国家。局限性:
与摄氏温标相比,分度值较大,不便于精细测量。定义:
以绝对零度为基准,理论上最精确的温标。原理:
基于卡诺循环,与测温物质无关。特点:
理想温标,难以实际实现。意义:
理论基础,定义了“开尔文”(K)这一基本单位。R华氏温标热力学温标TEMPERATURE&THERMOMETRICSCALE温度与温标K国际实用温标目的:
统一国际温度标准,兼顾实用性和可实现性。定义:
以水三相点为基准,复现精度高,易于保存。现行版本:
ITS-1990(国际计量委员会1990年通过)。换算:
T=t+273.15
(K)优势:
实用性强,国际通用,满足大多数应用场景。温度换算公式摄氏与华氏:t=5/9×(F-32)摄氏与开尔文:T=t+273.15水的三相点温度比冰点高出0.01℃。由于水的三相点温度易于复现,复现精度高,而且保存方便,所以国际实用温标规定,建立温标的唯一基准点选用水的三相点。TEMPERATUREMEASUREMENTMETHODS温度测量方法分类接触式测量法测温敏感元件直接与被测介质接触,被测介质与测温敏感元件进行充分热交换,使两者具有同一温度,达到测量的目的。热膨胀式温度计(水银、双金属)热电偶温度计热电阻温度计压力式温度计非接触式测量法利用物质的热辐射原理,测温敏感元件不与被测介质接触,通过辐射和对流实现热交换,达到测量的目的。辐射温度计光学高温计红外测温仪比色温度计TEMPERATUREMEASUREMENTMETHODS温度测量方法分类常用测温方法、类型及特点
测温方式温度计或传感器类型测量范围/℃精度/%特点接触式热膨胀式水银-50~6500.1~1
简单方便;易损坏,感温部位尺寸大双金属0~3000.1~1结构紧凑、牢固可靠压力液体-30~6001耐振、坚固、价廉;感温部大气体-20~350热电偶铂铑—铂其他0~1600-200~11000.2~0.50.4~1.0种类多、适应性强、结构简单、经济方便、应用广泛;须注意寄生热电势及动圈式仪表电阻对测量结果的影响。热电阻铂镍铜-260~600-500~3000~1800.1~0.30.2~0.50.1~0.3精度及灵敏度均较好;感温部大,须注意环境温度的影响。热敏电阻-50~3500.3~0.5体积小,响应快,灵敏度高;线性差,须注意环境温度的影响。非接触式
辐射温度计光高温计800~3500700~300011非接触测温,不干扰被测温度场,辐射率影响小,应用简便。热探测器热敏电阻探测器光子探测器200~2000-50~32000~3500111非接触测温,不干扰被测温度场,响应快,测温范围大,适于测温度分布;易受外界干扰,标定困难。
其他示温涂料碘化银,二碘化汞,氯化铁、液晶等-35~2000<1测温范围大,经济方便,特别适于大面积连续运转零件上的测量;精度低,人为误差大。利用热膨胀效应的温度测量热膨胀式温度计定义:利用液体、气体或固体热胀冷缩的性质,即测温敏感元件在受热后尺寸或体积将发生变化,然后直接测出尺寸或体积发生的变化,由此制成的温度计称为膨胀式温度计。膨胀式温度计分类固体膨胀式温度计:如双金属温度计压力式温度计:利用密闭容器中液体或气体受热后压力变化液体膨胀式温度计:如玻璃液柱温度计双金属温度计由两种热胀系数不同的金属片组合而成,受热弯曲。应用范围:-80~600℃精度:0.5~1.0级特点:抗振性能好,结构简单,牢固可靠,读数方便,但精度不高,测量范围不大。利用热膨胀效应的温度测量压力式温度计靠在密闭容器中液体或气体受热后压力的升高反映被测温度主要由感温包、毛细管和压力敏感元件(如弹簧管.膜盒.波纹管等)组成。温包、毛细管和弹簧管三者的内腔共同构成一个封闭容器,其中充满工作物质。通常用不锈钢或黄铜制造温包,黄铜只能用在非腐蚀性介质里。温包受热后将使内部工作物质温度升高而压力增大,此压力经毛细管传到弹簧管内,使弹簧管产生变形,并由传动系统带动指针,指示相应的温度值。主要特点是结构简单,强度较高,抗振性较好。分为充气体压力温度计和充蒸气压力温度计。利用热膨胀效应的温度测量玻璃液柱膨胀式温度计利用液体体积随温度升高而膨胀,导致玻璃管内液柱长度增加的原理制成。玻璃液柱温度计分类按感温液体分类水银玻璃温度计:-30~600℃有机液体玻璃温度计:甲苯、乙醇、煤油等按结构形式分类棒式玻璃温度计内标式玻璃温度计电接点玻璃温度计贝克曼玻璃温度计按用途精度分类普通型玻璃温度计精密型玻璃温度计贝克曼玻璃温度计电接点玻璃温度计棒式温度计内标式温度计电接点温度计
特点:
结构简单,测量准确,价格低廉,读数方便,但易损坏,热惯性大,信号不能远传。利用热电效应的温度测量——热电偶热电偶测温原理:
热电效应,两种不同导体组成的闭合回路,两端温度不
同时产生电动势。组成:
热电极A、B,测量端(热端),参比端(冷端)。热电势:
接触电势(帕尔贴电势)
+温差电势(汤姆孙电势)。特点:
应用广泛,灵敏度高,响应快,成本相对较低。冷端热电极热端热电极热电偶热电势的组成接触电势(Peltier帕尔贴电势)由于两种不同导体的自由电子密度不同而在接触处形成的电动势。
结论:接触电势的大小与温度高低及导体中的电子密度有关。温度越高,接触电势越大;两种导体电子密度的比值越大,接触电势也越大。利用热电效应的温度测量——热电偶温差电势(Thomson汤姆孙电势)同一导体的两端因其温度不同而产生的一种热电势。又称汤姆孙电势。
结论:温差电势的大小与两个接触点的温度高低有关。温度越高,温差电势越大。结论:热电偶总电势与电子密度NA、NB及两接点温度T、T0有关。热电偶回路的热电势:
金属导体A、B组成热电偶回路时,总的热电势包括两个接触电势和两个温差电势:当热电偶材料确定后,电子密度NA、NB已知,热电偶的总电势为温度T和T0的函数差。测量时,常常可以将冷端温度T0固定,则对一定材料的热电偶,其总电势就只与温度T成单值函数关系,即:
C—固定温度T0决定的常数。热电偶回路的热电势01OPTION均质导体定律02OPTION中间导体定律03OPTION中间温度定律04OPTION连接导体定律由一种均质导体或半导体组成的闭合回路,不论其截面、长度如何以及各处的温度如何分布,都不会产生热电势。即热电偶必须采用两种不同材料作为电极在热电偶回路中,接入第三种导体C,只要这第三种导体两端温度相同,则热电偶所产生的热电势保持不变。即第三种导体C的引入对热电偶回路的总电势没有影响。在热电偶回路中,两接点温度为T、T0时的热电势等于该热电偶在接点温度为T、Tn和Tn、T0时热电势的代数和。在热电偶回路中,如果热电极A、B分别与连接导线A'、B'相连,各接点温度为t、tn、t0,则回路的总电势等于热电偶两端处于t和tn条件下的热电势EAB(t,tn)与连接导线A'和B'两端处于tn和t0条件下热电势EA'B'(tn,t0)的代数和热电偶的基本定律热电偶材料与分类热电偶材料一般应满足以下要求:在测温范围内,热电性质稳定,不随时间和被测介质变化物理化学性能稳定,不易氧化或腐蚀电导率要高,并且电阻温度系数要小热电势随温度的变化率要大,在测温范围内接近常数材料的机械强度要高,复制性要好复制工艺要简单,价格便宜热电偶分类标准化热电偶(IEC标准)铂铑10-铂(S型)铂铑13-铂(R型)铂铑30-铂铑6(B型)镍铬-镍硅(K型)镍铬-康铜(E型)铁-康铜(J型)铜-康铜(T型)镍铬硅-镍硅镁(N型)非标准化热电偶适用于特殊场合如高温、低温、超低温等被测对象钨-铼系列铱-铑系列铂钼系列分度号:表示热电偶材料的标记符号工程上常用分度号来区别不同的热电偶。附录2中的第1个表为铂铑10—铂热电偶(分度号为S)分度表。例如:表中的分度号S就表明采用铂铑10—铂热电偶,即正极采用90%Pt(铂),10%Rh(铑)制成,负极采用100%Pt制成热电偶的结构按照构造热电偶可分为普通型、铠装型和薄膜型等。普通型热电偶由热电极、绝缘管、保护套管和接线盒等组成,铠装型是由热电极、绝缘材料和金属套管三者组合经拉伸加工而成的坚实组合体。薄膜型热电偶是为快速测量壁面温度而设计的,尺寸小,反应快。普通热电偶的构造1-热电极;2-绝缘管;3-保护套管;4-接线盒
普通热电偶实物图
热电偶冷端温度补偿热电偶冷端温度补偿的必要性:热电偶热电势的大小,不仅与测量端的温度有关,而且与冷端的温度有关。热电偶分度表中的热电势值,都是在冷端温度为0℃时给出的。但在工业使用时,热电偶的冷端温度往往不是0℃,而是其他某一数值,这样即使测得了热电势的值,仍不能直接应用分度表来准确得到测量端的温度。为此,通常采用一些温度补偿办法常用冷端温度补偿方法补偿导线法用一种导线(补偿导线)将热电偶的冷端延伸出来,这种导线在一定温度范围内具有和所连接的热电偶相同的热电性能。01A、B—热电偶电极;A´、B´—补偿导线;t0´—原冷端温度;t0—新冷端温度
在使用补偿导线时必须注意以下问题:在规定的温度范围内(一般为0~100℃)具有与热电偶相同的热电性能。不同型号的热电偶有不同的补偿导线。热电偶和补偿导线的两个接点处要保持同一温度。只是延伸热电偶的自由端,当自由端不为0℃时,还需进行补偿与修正。02校正法当热电偶冷端温度不是0℃,而是t0时,根据热电偶中间温度定律,可得热电势的计算校正公式:
只要知道热电偶参比端的温度t0,就可以从分度表查出对应于t0的热电势E(t0,0),然后将这个热电势值与显示仪表所测的读数值相加,得出的结果就是热电偶的参比端温度为0℃、测量端温度为t时的热电势E(t,0)。最后就可以从分度表查得对应于的温度,该温度值就是热电偶测量端的实际温度。03补偿电桥法补偿电桥法是利用不平衡电桥产生的电势来补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化值.适当选择桥臂电阻和电流的数值,可使电桥产生的不平衡电压正好补偿由于冷端温度变化而引起的热电势变化值,仪表即可指示出正确的温度,由于电桥是在20℃时平衡,所以采用这种补偿电桥须把仪表的机械零位调整到20℃。
04冰浴法
冰浴法是在科学实验中经常采用的一种方法,为了测温准确,常常把热电偶的冷端置于冰水混合物的容器里,保证使t0=0℃。常用冷端温度补偿方法为了避免冰水导电引起t0处的连接点短路,必须把连接点分别置于两个玻璃试管里,浸入同一冰槽,使之互相绝缘。利用热电阻效应的温度测量热电阻测温原理热电阻温度传感器是利用导体或半导体的电阻率随温度变化的原理制成的,实现将温度的变化转化为元件电阻的变化。热电阻材料要求在测温范围内,化学和物理性能稳定复现性好电阻温度系数大,可以得到高灵敏度元件电阻率大,可以得到小体积元件电阻温度特性尽可能接近线性价格低廉特性热电阻热电偶测温原理电阻随温度变化热电效应测温范围中、低温(-200~850℃)宽温(-200~1800℃)精度较高较高灵敏度高(0.4~0.6%/℃)较低响应速度较慢(感温部分体积大)较快热电阻与热电偶比较金属热电阻金属热电阻主要有铂电阻、铜电阻和镍电阻等,其中铂电阻和铜电阻最为常见。铂热电阻铜热电阻易于提纯、复制性好在氧化性介质中物理化学性质稳定价格便宜测温范围:-200~850℃常用分度号:Pt50、Pt100、Pt300电阻与温度关系:电阻值与温度的关系曲线接近于线性电阻温度系数较大价格便宜测温范围:-50~150℃常用分度号:Cu50、Cu100电阻与温度关系:
在-200~0℃的范围内在0~850℃的范围内在-50℃~150℃范围内,其电阻温度特性非常接近线性,可表示为:半导体热敏电阻温度计半导体热敏电阻测温原理:半导体材料电阻率随温度急剧变化。半导体热敏电阻特点优点灵敏度高(电阻温度系数大)电阻率大,可做成小体积元件热惯性小,响应快可测量点温度或动态温度缺点同种热敏电阻的电阻温度特性分散性大非线性严重元件性能不稳定互换性差,精度较低半导体热敏电阻材料铁、镍、锰、铂、钛、镁、铜等的氧化物,也可以是它们的碳酸盐、硝酸盐或氯化物等。阻值与热力学温度的关系为:利用热辐射的温度测量辐射式测温原理物体受热,激励了原子中的带电粒子,使一部分热能以电磁波的形式向空间传播,将热能传递给对方,这种能量的传播方式称为热辐射,传播的能量叫辐射能。辐射式测温是利用物体的辐射能随温度变化的原理制成的。辐射式测温特点非接触式测量:传感器不与被测物体直接接触不破坏被测对象的温度场可测量运动物体的温度可进行遥测测温上限不受传感器材料耐温性能的限制检测速度快,响应时间短辐射式测温方法全辐射高温计基于四次方定律,被测对象投射到检测元件上的是对应全波长范围的辐射能量。01利用热辐射的温度测量02光学高温计利用物体在某一单色波长(我国规定为0.66μm下)光的照射下,被测物体的辐射亮度与温度的函数关系进行测温的。被测物体的温度越高,物体辐射的光谱亮度就越强。被测对象的两个不同波长的光谱辐射能量投射到一个检测元件上,或同时投射到两个检测元件上,根据它们的比值与被测对象温度之间的关系实现辐射测温,比值与温度之间的关系由两个不同波长下普朗克公式之比表示。比色温度计0304红外测温仪红外测温仪的原理和结构与辐射高温计、光电高温计相似,是根据普朗克定律进行温度测量的。利用热辐射的温度测量05红外热像仪红外热像仪是利用红外扫描原理测量物体表面温度分布的。它可以摄取来自被测物体各部分射向仪器的红外辐射通量,形成物体的二维图像,这种图像称为热像图或温度图。红外热像仪分类光机扫描式红外热像仪通过光机扫描使单元探测器依次扫过物体的各部分,形成物体的二维图像。物扫描像扫描焦平面红外热像仪用数组式凝视成像的焦平面代替了原有的光机扫描系统。图像更加清晰自动调焦、图像冻结连续放大点温、线温、等温测量应用:红外热像仪广泛用于建筑节能检测、电气设备故障诊断、医疗诊断、科学研究等领域。其他测温方法黑球温度测量法
黑球温度计与四周围护结构进行的是辐射换热,与周围空气进行的是对流换热,在这两部分热量达到平衡时,温度计测出的数据即为黑球温度。自然对流:强迫对流:黑球温度计结构:0.5mm厚铜皮制成的直径150mm空心铜球球面涂以烟炱胶水的混合物,使球面获得尽可能大的黑度铜球上部或下部有孔,并插入温度计至球心其他测温方法光纤温度测量法利用光在光纤中传播特性的变化来测量它所受环境的变化,像电路传输电信号一样,光导纤维可以传输光信号。用被测量的变化调制波导中的光波,使光纤中的光波参量随被测量而变化,从而得到被测信号大小。光纤辐射温度计系统1-被测目标;2-光学系统;3-光纤;4-探测器;5-信号处理系统;6-显示仪表光纤温度计优点:电、磁绝缘性好,安全可靠灵敏度高,精度高结构简单,体积小,质量轻不破坏被测温度场耐高温高压,抗化学腐蚀可在密闭狭窄空间等特殊环境下进行测温温度计的制作、校准与标定热电偶的制作制作原理两种不同成分的均质导体组成闭合回路,当接触点两端存在温度梯度时,回路中就会存在电动势,有电流通过,这就是塞贝克效应。制作材料铜-康铜(T型):-200~200℃镍铬-康铜(E型):-200~600℃镍铬-镍硅(K型):0~1100℃制作步骤截取金属丝,刮净两端漆包线将两根导线的一端用锡焊焊接在一起将热电偶穿入绝缘套管用细铜芯导线分别焊在热电偶的自由端把热电偶自由端的两个焊点进行绝缘分开合格标准:焊接牢固、具有金属光泽,结点表面圆滑、无沾污变质和裂纹,焊点直径约为偶丝直径的两倍温度计的制作、校准与标定热电偶的校验热电偶的检定周期一般为半年,特殊情况下可根据使用条件来确定。热电偶校检一般采用比较法。校验步骤:热电偶校验前必须进行外观检查将热电偶的热端插入管式电炉内150~300mm各热电偶的冷端置于冰水槽中以保持0℃按照电位差计的使用说明将各导线接入系统改变管式电炉的温度设定值,记录标准热电偶和检定热电偶在同一温度下的电势值依据测量数据,分析制作热电偶的误差热电阻的校验用比较法对热电阻进行分度与纯度校验。热电阻分度校验将被校热电阻置于加热恒温器中使恒温器达到各校验点温度,并保持恒定用标准水银温度计测温用电位差计测量并计算各校验点的电阻值在同一温度点反复测量几次将各校验点的电阻值与相应热电阻分度表对照,求其误差热电阻纯度校验利用冰点器和水沸点器分别造成准确的0℃和100℃的温度将被校热电阻插入冰点器和沸点器中用电位差计分别测量和计算R0和R100计算R100/R0值检查是否在允许误差之内,确定是否合格目录010203温度测量湿度测量冷热量测量
温度和温标利用热膨胀效应的温度测量利用热电效应的温度测量利用热电阻效应的温度测量利用热辐射的温度测量利用全息干涉技术的温度测量其他测温方法
温度计的制作、校准与标定湿度的基本概念干湿球法湿度测量电阻法湿度测量露点法湿度测量吸湿法湿度测量湿度校正装置热流测量热量测量冷量测量湿度的基本概念湿度是表示空气干湿程度的物理量,是表示空气中水蒸气含量多少的尺度。湿度表示方法绝对湿度每立方米湿空气在标准状态下(0℃,101.325kPa)所含水蒸气的质量,即湿空气中水蒸气的密度。01根据再由气体状态方程式可得:相对湿度空气中水蒸气的分压力Pn与同温度下饱和水蒸气压力Pb之比02空气的相对湿度是干球温度、湿球温度、风速和大气压力的函数,使用过程中,当大气压力和风速确定后,常常将相对湿度与干、湿球温度之间的关系作成图表,如i-d图等,以便直接查用。03含湿量1kg干空气中的水蒸气含量。露点温度:空气沿等含湿线冷却,最终达到饱和时所对应的温度。空气的露点温度只与空气的含湿量有关。湿度测量方法目前气体湿度测量常用的方法有以下四种:干湿球法、电阻法、露点法和吸湿法。干湿球法01湿球温度定义:当液体挥发时,它需要吸收一部分热量,若没有外界热源供给,这些热量就从周围介质中吸取,于是周围介质的温度降低。液体挥发越快,则周围介质温度降低得越多。对水来说,挥发的速度与环境空气中的水蒸气含量有关,水蒸气含量越大,则水分挥发速度越慢。当环境空气中的水蒸气达到饱和状态时,水分就不再挥发。此时,空气以对流方式把热量传到水中,当空气传到水中的热量恰好等于湿纱布水分蒸发时所需要的热量时,两者达到平衡状态,湿纱布上的水的温度就稳定在某一数值上,这个温度就称为湿球温度。干湿球湿度计由两支相同的温度计组成,一支温度计的球部包有潮湿的纱布,纱布的下端浸入盛有水的玻璃小杯中,用来测量空气的湿球温度TS,因此称它为湿球温度计;另一支温度计呈干燥状态,测量空气的温度,也就是干球温度T,因此称它为干球温度计。干湿球湿度计的结构:干湿球湿度计1-干球温度计;2-湿球温度计;3-棉纱布吸水套;4-水杯;5-电风扇湿度测量方法干湿球法01干湿球湿度计测湿原理:空气相对湿度较小,饱和差就大,湿球温度计表面水分蒸发就快,而蒸发所需要热量多,湿球纱布中的水温下降的也多,即湿球温度低,因而干湿球温度差就大。反之,若所测空气的相对湿度较大,湿球温度数值就稍高,干、湿球温度差就小。当空气的相对湿度为φ=100%时,水分不再蒸发,干球温度与湿球温度数值相同。因此,根据干球温度和湿球温度或两者的差值就可以确定被测空气的相对湿度大小。
数量关系:湿度测量方法干湿球法01普通干湿球湿度传感器
干湿球湿度计在测定相对湿度时,风速在2.5m/s以上时影响较小,因此干湿球湿度传感器增加了电动通风装置,可以减小空气流速对测量的影响。同时,由于在热电阻周围加大了气流速度,使热湿交换速度加快,减小了仪表的时间常数。电动干湿球湿度计
由干湿球温度传感器、干球温度测量桥路与湿球温度测量桥路连接成的复合电桥、补偿可变电阻、检流计等组成。两个热电阻Rw和Rs分别测量干球和湿球温度,作为电桥的桥臂电阻分别接在两个直流电桥上左侧干球温度测量桥路的输出电位差UCE为干球温度T的函数右侧湿球桥路输出的电位差UAB为湿球温度Ts的函数移动可变电阻滑动触点的位置使左、右桥路处于平衡补偿状态时,检流计中就没有电流通过补偿电路平衡时的可变电阻对应的触点位置反映了干湿球电桥输出的电压差,即反映了相对湿度工作原理湿度测量方法电阻法测湿原理:氯化锂是一种稳定的离子型无机盐,在空气中具有强烈的吸湿特性,其吸湿量又与空气的相对湿度成一定的函数关系。同时氯化锂的导电性能,即电阻率的大小又随其吸湿量而变化,吸收水分越多,电阻率越小,吸收水分越少,电阻率越大。因此,根据氯化锂的电阻率变化可确定空气相对湿度大小。02氯化锂电阻式测湿传感器梳状传感器用梳状的金属箔制在绝缘板上外面涂上氯化锂溶液,形成氯化锂薄膜层两组平行的梳状金属箔本身并不接触,仅靠氯化锂盐层导电而构成回路柱状传感器用两根平行的铂丝绕在绝缘柱表面上外面再涂上氯化锂溶液,形成氯化锂薄膜层两根平行的铂丝本身并不接触,仅靠氯化锂盐层导电而构成回路当相对湿度改变时,氯化锂中含水量也改变,随之湿度测量传感器的两梳状金属箔片间的电阻也发生变化。将随湿度变化的电阻值输入显示仪表或变送器,就能显示相应的相对湿度值。湿度测量方法露点法测湿原理:通过测量得到空气中的露点温度,再加上空气的另外一个独立参数(干球温度、湿球温度、空气分压力等)查空气的焓湿图即可得到湿度值。03氯化锂露点湿度计
如果将氯化锂溶液放在空气中,设法把氯化锂溶液的温度加热到平衡温度,使氯化锂溶液的饱和蒸汽压力等于空气的水蒸气分压力。那么,测出平衡温度的温度值,根据水和氯化锂溶液饱和蒸汽压力曲线的关系也就得知空气的露点温度。经典露点湿度计
铜盒内的酒精溶液在空气中从液态蒸发成气态时,从自身吸收了一定数量的汽化潜热,使得铜盒的温度降低,当温度降低到铜盒所接触到的空气的露点温度时,空气中的水蒸气开始在铜盒的外表面凝结,此时露点温度计的读数即为空气的露点温度TL,再测量出此时的干球温度T,通过这两个参数查空气的焓湿图,可求得空气的湿度,也可以通过空气状态参数关系式φ=pbl/pb×100%计算得到空气的相对湿度光电式露点湿度计
利用光电原理直接测量空气露点温度的一种仪器。当露点镜在半导体热电制冷器的作用下,温度降低到空气的露点温度时,空气中的水蒸气会在露点镜表面凝结为液态,此时照射光路中出现第三种介质(露珠),反射光和散射光的强度就会发生改变,读取安装在露点镜内的露点温度指示器的值即为此时空气的露点温度湿度测量方法吸湿法04电容式湿度计电容湿度传感器是通过电化学方法在金属铝表面形成一层氧化膜,进而在膜上沉积一薄层金属。这种铝基体和金属便构成一个电容器。氧化铝吸附水汽之后会引起电容的变化,湿度计就是基于这一原理工作的。电容式湿度计特点:工作温度和压力范围较宽(温度可达50℃)精度高、反应快(时间常数可达1~2s)不受环境温度、风速的影响抗污染的能力及稳定性好便于远距离指示和调节湿度价格昂贵毛发式湿度计去掉油脂的毛发存在着微孔结构,具有亲水性。当空气中的水汽未达到饱和状态时,微孔吸附空气中的水汽并使之凝结。由于表面张力的作用,孔中的水形成一个弯月面。空气中的相对湿度越大,吸收的水分越多,在表面张力作用下,毛发越趋平直,伸长量也越大,通过测量伸长量即可知相对湿度大小。毛发式湿度计特点:结构简单、价廉精度不高(一般为5%RH)在使用前需进行校正存在着滞后现象湿度校正装置技术手段:提供已知且恒定的湿度环境及一种基准方法,用于湿度计标定与校正。双温法的基本原理是将某一温度和压力下的饱和湿空气,在恒压下使其温度升高到设定值,依据道尔顿定律和气体状态方程即可计算出在较高温度下气体的相对湿度。双温法能产生湿度范围相当宽的已知湿度的气体,其相对湿度的准确度可达1%RH。双温法湿度计标定工作原理示意图1—饱和腔2—气泵3—试验腔当时,当时,目录010203温度测量湿度测量冷热量测量
温度和温标利用热膨胀效应的温度测量利用热电效应的温度测量利用热电阻效应的温度测量利用热辐射的温度测量利用全息干涉技术的温度测量其他测温方法
温度计的制作、校准与标定湿度的基本概念干湿球法湿度测量电阻法湿度测量露点法湿度测量吸湿法湿度测量湿度校正装置热流测量热量测量冷量测量冷热量测量概述冷热量测量方法自然界到处存在着冷热量传递的现象,经常需要测量建筑物、管道或各种保温材料的传热量及物性参数。热流测量法目前研究和应用的热流计以导热热流计和辐射热流计为主应用:冷热量测量广泛用于建筑节能检测、暖通空调系统性能评估、工业过程热平衡分析等领域。导热热流依据传热的基本定律,针对导热热流的测量,利用在等温面上测定待测物体经过等温边界传递的热流,并对通过等温面的热流进行时间积分来测定热量辐射热流辐射热流是一种电磁波,高温物体通过电磁波的形式向外界传递热流。辐射式热流的测量方法按其测试原理来分,可分为稳态辐射热流法和瞬态辐射热流法。冷热量测量法采用热量表,测量在一段时间内通过设备(用户)的流体输送的冷/热量。主要仪器:冷热量表热水热量指示积算仪饱和蒸汽热量指示积算仪冷量测量仪表热流测量热流计的工作原理与分类根据测量原理与结构的不同,接触式热流计可区分为热阻式热流计、金属片型热流计、薄板型热流计、辐射热流计、全热流计及量热式热流计等。原理:热流通过热流测头时,测头热阻层上产生温度梯度,根据傅立叶定律可以得到通过热流测头的热流密度,热流密度的方向与等温面是垂直的。若温度为T和T+△T的两个等温面平行时,则有:QS平板式热流测头是目前使用最广泛的热阻式热流测头。热阻式热流计通过平板式热流测头的热流密度与其测量输出的热电势存
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