第八章 物质成分分析与物性检测 (1)
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材料学中的物性测量材料学是研究物质的组成、结构、性质以及制备方法和应用的学科。
而物性测量则是材料学中的重要研究方法之一。
通过对材料的物理、化学性质以及其他特性进行测量和评估,可以深入了解材料的性能、品质和适用范围。
本文将介绍材料学中常见的物性测量方法及其应用。
1. 密度测量材料的密度是指单位体积内的质量,常用单位是克/立方厘米。
密度测量是了解材料质量和结构的重要手段之一。
测量常采用比重法、浮法和气体置换法等。
比重法是通过称量材料样品在空气和液体中的质量差异,计算出密度。
浮法则是通过浸泡样品于已知密度溶液中,根据浸入液体的位移计算出样品的密度。
而气体置换法是测量材料在空气和气体中质量差异,由此计算出密度。
2. 硬度测量材料的硬度是指该材料抵抗外部力量损伤的能力。
硬度测量是最广泛应用的物性测量方法之一。
常见的硬度测试方法有布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和超声硬度等。
布氏硬度测试通过在材料表面施加一定压力,根据压入后的痕迹大小确定硬度。
洛氏硬度测试则是通过利用金刚石锥尖对材料表面进行压入,根据压入后的锥尖印记长度计算出硬度。
维氏硬度测试是利用钻石金字塔形的工具压入材料表面,根据压入深度计算出硬度。
超声硬度测试则是利用超声波在材料中传播速度的变化来测定材料的硬度。
3. 强度测量材料的强度是材料抵抗外力破坏的能力,常用单位为兆帕(MPa)。
强度测量是评估材料耐久性和可靠性的重要手段。
常见的强度测量方法有拉伸试验、压缩试验和弯曲试验等。
拉伸试验用来测量材料在拉伸加载下的应力-应变关系,根据载荷和变形之间的关系计算出杨氏模量和屈服强度等参数。
压缩试验则是将材料置于压力装置下,测量材料在压缩加载下的应力与应变关系。
弯曲试验是通过对材料进行弯曲加载,测量材料在弯曲过程中的应力与应变关系。
4. 热性能测量材料的热性能是指材料在热力学条件下的响应和变化情况。
热性能测量有助于了解材料的热胀缩性、导热性和热传导性等特性。
常见的热性能测量方法有热膨胀系数测量、热导率测量和热传导系数测量。
材料成分分析材料成分分析是指对物质的成分进行分析和检测,了解物质的组成和性质。
在材料科学领域,材料成分分析是评价和鉴定材料性能的重要方法之一。
材料成分分析的方法有很多,下面先介绍几种常用的方法。
首先,光谱分析是一种常见的材料成分分析方法。
光谱分析包括紫外可见光谱、红外光谱、拉曼光谱等。
这些光谱技术可以通过测量材料对不同波长的光的吸收、散射或反射来确定材料的成分。
例如,红外光谱可以确定材料中的有机分子和无机物质,而拉曼光谱可以确定材料的分子结构。
其次,质谱分析也是常用的材料成分分析方法。
质谱分析基于质谱仪,通过将样品分子转化为离子,并进行质量分析,从而确定样品的组成。
质谱分析可以用于检测有机物和无机物,还可以用于确定某些材料的同位素比例。
质谱分析的优点是灵敏度高,能够检测到微量的成分。
此外,热分析也是常用的材料成分分析方法。
热分析包括热重分析和差热分析。
热重分析通过在恒定温度下测量样品质量的变化来确定材料的成分。
差热分析则是通过测量样品和参比物质在升温过程中的温度差异来分析样品的热性能。
热分析可以用于研究材料的热稳定性、热分解行为等。
最后,电子显微镜分析也是常用的材料成分分析方法。
电子显微镜可以通过观察材料的形貌和分析材料的能谱来确定材料的成分和元素分布。
电子显微镜分析可以获得高分辨率的材料成分信息,对于研究纳米材料和界面现象非常重要。
综上所述,材料成分分析是评价和鉴定材料性能的重要方法。
光谱分析、质谱分析、热分析和电子显微镜分析是常用的材料成分分析方法。
这些方法可以提供材料的成分信息,进一步了解材料的性质和应用。
随着分析技术的不断发展,越来越多的材料成分分析方法将被应用到实际生产和科学研究中。
1热膨胀系数測定方法熱膨張係数為了設計組装、做高低温測定、观看寸法有無変化試験方法:ASTM D696例如:常温:20℃→80℃差異60℃膨張率7×10e-5/℃x60=0.0042所以、成形品的長度10cm (20℃)→変到10.042cm (80℃)TD 流動方向和MD 垂直方向都是同様的数据!2衝撃強度試験方法電気抵抗測定3絶縁体の体積抵抗率、表面抵抗率二重リング電極法(IEC60093, ASTM D257,JIS K6911, JIS K6271)絶縁体の抵抗率測定。
円形電極の間で絶縁抵抗計により電気抵抗を測定し、電極形状から体積抵抗率及び表面抵抗率を求めます。
測定方法:500V を電極間に印加し、1分後の抵抗値を測定します。
(参考)電気抵抗測定鉛筆硬度-Pencil Hardness-(JIS K5600-5-4・ISO15184・ASTM D3363)装置仕様:鉛筆先端の負荷荷重750±10g使用鉛筆三菱鉛筆:Uni(軟←6B ~HB ~6H→硬)鉛筆の芯の調整:木部だけを削り、芯は削らずに円柱状に保つ。
先端は、90度の角度を保ち研磨紙で研磨し、平滑で円形の断面を得る。
測定方法:0.5~1.0mm/s の速度で、少なくとも7mm の距離を走行させる。
評価:傷または圧痕が付いた場合は、鉛筆スケールを軟らかくし、傷跡が付かない鉛筆スケールを探す。
逆に傷または圧痕が付かない場合は、鉛筆スケールを硬くし、傷跡が付く鉛筆スケールを探す。
鉛筆硬度の定義:傷跡が付かない最も硬い鉛筆スケールで、2回とも同じ結果が得られるまで測定を続ける。
5荷重:750g 試験片(導光板)拡大図。
物性分析报告1. 引言本报告旨在对某物质的物性进行分析。
物性是指描述物质在不同条件下的各种性质和行为的特征。
通过对物质的物性进行分析,可以更好地了解和掌握物质的性质,从而更好地应用和利用该物质。
2. 实验方法在进行物性分析前,首先需要选择合适的实验方法和仪器设备。
本次物性分析采用以下实验方法:2.1 密度测定方法密度是指物质单位体积的质量,常用密度计或比重计来测定物质的密度。
本次实验采用比重计来测定物质的密度,具体操作步骤如下:1.准备比重计和待测物质。
2.将比重计的称量杯清洗干净并晾干。
3.将一定质量的待测物质放置于比重计的称量杯中。
4.按照比重计的使用说明进行密度测定。
5.重复上述步骤3和步骤4,取均值作为最终的密度结果。
2.2 熔点测定方法熔点是指物质由固态转化为液态的温度。
本次实验采用差热分析法来测定物质的熔点,具体操作步骤如下:1.准备差热分析仪和待测物质。
2.将待测物质放置在差热分析仪的样品台上。
3.按照差热分析仪的使用说明进行熔点测定。
4.重复上述步骤2和步骤3,取均值作为最终的熔点结果。
3. 实验结果与分析根据以上实验方法,我们进行了物性分析,得到了以下结果:3.1 密度测定结果通过比重计测定,得到物质的密度为x g/cm³。
3.2 熔点测定结果通过差热分析法测定,得到物质的熔点为y ℃。
4. 结论通过物性分析,我们得到了物质的密度和熔点信息。
这些物性参数对于了解和掌握物质的性质具有重要意义。
得到的密度和熔点数据可以帮助我们更好地使用和利用该物质,例如在工业生产中的配比和加工过程中的控制。
5. 参考文献[1] 张三, 李四. 物性分析方法与应用[M]. 科学出版社, 2010.附录表1:密度测定数据测定次数待测物质质量 (g) 比重计容器质量 (g) 密度 (g/cm³)1 10 25 x₁2 10 25 x₂3 10 25 x₃表2:熔点测定数据测定次数熔点 (℃)1 y₁2 y₂3 y₃。
材料成分分析方法材料成分分析是指对材料中各种成分的含量和性质进行定量和定性分析的一种方法。
在材料科学和工程领域中,材料成分分析是非常重要的,它可以帮助我们了解材料的组成和性能,为材料的选取、设计和应用提供重要依据。
在材料成分分析中,常用的方法包括化学分析、物理分析、光谱分析等,下面将对这些方法进行详细介绍。
化学分析是材料成分分析的重要手段之一,它通过化学反应来确定材料中各种成分的含量和性质。
常用的化学分析方法包括滴定法、显色滴定法、络合滴定法、重量法等。
这些方法可以对材料中的金属元素、非金属元素、有机物等进行准确的分析,具有分析范围广、准确度高的特点。
物理分析是通过材料的物理性质来进行成分分析的方法,常用的物理分析方法包括热分析、磁分析、电分析等。
热分析是利用材料在加热或冷却过程中的物理性质变化来进行分析的方法,包括热重分析、差热分析等。
磁分析是利用材料在外加磁场下的响应来进行分析的方法,包括磁化率分析、磁滞回线分析等。
电分析是利用材料在外加电场下的响应来进行分析的方法,包括电导率分析、介电常数分析等。
这些方法可以对材料的热学、磁学、电学性质进行准确的分析,具有分析速度快、操作简便的特点。
光谱分析是利用材料对光的吸收、发射、散射等现象进行分析的方法,包括紫外-可见吸收光谱分析、红外光谱分析、拉曼光谱分析等。
这些方法可以对材料的分子结构、化学键、功能团等进行准确的分析,具有分析非破坏性、样品准备简单的特点。
综上所述,材料成分分析方法包括化学分析、物理分析、光谱分析等多种方法,每种方法都有其特点和适用范围。
在实际应用中,我们可以根据具体的分析目的和要求选择合适的分析方法,以获得准确、可靠的分析结果。
同时,随着科学技术的不断发展,新的分析方法也在不断涌现,为材料成分分析提供了更多的选择和可能性。
希望本文对材料成分分析方法的介绍能够对读者有所帮助,谢谢阅读。
材料物理实验技术中的材料成分与结构分析方法材料科学作为一门综合性学科,研究材料的成分和结构对于了解材料的性质和性能具有至关重要的意义。
在材料物理实验技术中,有许多有效的方法可用来进行材料成分与结构的分析。
本文将介绍几种常见的材料分析方法。
一、能谱分析能谱分析是一种常见的材料分析方法,通过测量材料中各元素的能谱信息,可以确定材料的成分。
在能谱分析领域,X射线荧光光谱分析(XRF)和能量色散X 射线(EDX)有着广泛的应用。
XRF是利用材料中辐射出来的特定能量的X射线来分析材料的成分。
XRF分析具有非破坏性、快速、准确等优点,尤其适用于金属、玻璃、陶瓷等材料的成分分析。
EDX是利用材料中谱线辐射与材料中元素的原子序数之间的关系,通过测量谱线的位置和强度来分析材料元素成分的一种方法。
EDX分析可以用来确定金属材料、陶瓷、高分子材料等的成分和化学组成。
二、显微结构分析显微结构分析是通过观察材料的微观结构,研究材料的组织性能。
光学显微镜和电子显微镜是常见的显微结构分析工具。
光学显微镜是利用光学原理来观察材料的显微结构的仪器。
它可以对材料进行表面观察和金相分析,非常适合对金属、矿物等材料的显微结构进行观察和分析。
电子显微镜利用电子束与材料的相互作用来观察材料的显微结构和获得有关材料成分的信息。
扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)是常用的电子显微镜。
SEM可以对材料进行表面观察和成分分析,TEM可以对材料进行透射观察和晶体结构分析。
三、光谱分析光谱分析是利用物质发射或吸收特定波长的光来分析材料的成分和结构。
紫外可见光谱、红外光谱和拉曼光谱是常见的光谱分析方法。
紫外可见光谱通过测量材料对紫外和可见光的吸收情况来分析材料的成分和结构。
它可以用于分析材料的吸收光谱、荧光光谱和红外光谱等。
红外光谱分析是通过测量材料对红外光的吸收情况来分析材料的成分和结构。
红外光谱可以用来鉴定材料的有机成分以及研究材料的分子结构。
《研究物质的实验方法》物质性质测试在我们探索世界的过程中,对物质性质的了解至关重要。
而要准确地认识物质的性质,就离不开各种研究物质的实验方法。
这些实验方法就像是我们手中的工具,帮助我们揭开物质世界的神秘面纱。
首先,让我们来谈谈物理性质的测试。
物理性质包括物质的颜色、状态、气味、熔点、沸点、密度等等。
比如说,要测定一种固体物质的熔点,我们会使用熔点测定仪。
将待测物质放入仪器中,缓慢升温,观察物质从固态逐渐转变为液态时的温度,这个温度就是它的熔点。
再比如,测量液体的密度,我们可以使用密度计。
把密度计放入液体中,根据密度计的刻度就能直接读出液体的密度。
对于物质的状态,我们通过简单的观察就能判断是固态、液态还是气态。
颜色和气味更是可以通过直观的感受来描述。
化学性质的测试则相对复杂一些。
化学性质包括物质的可燃性、氧化性、还原性、酸碱性等等。
以物质的可燃性为例,如果要测试一种物质是否可燃,我们可以在受控的环境中进行燃烧实验。
观察物质燃烧时的现象,如火焰的颜色、是否产生烟雾、燃烧后的产物等,来判断其可燃性。
而对于物质的氧化性和还原性,我们通常会通过一些化学反应来进行测试。
比如,将一种待测物质与具有还原性的物质进行反应,如果能发生氧化还原反应,使还原性物质的化合价升高,那么就说明待测物质具有氧化性;反之,如果待测物质的化合价升高,就说明它具有还原性。
酸碱性是化学性质中比较常见的一个方面。
要测试一种溶液的酸碱性,我们可以使用酸碱指示剂。
像石蕊试液,遇到酸性溶液会变红,遇到碱性溶液会变蓝;酚酞试液则在酸性和中性溶液中无色,在碱性溶液中变红。
此外,我们还可以使用 pH 试纸来更精确地测定溶液的pH 值。
将 pH 试纸浸入待测溶液中,然后与标准比色卡对比,就能得出溶液的 pH 值,从而判断其酸碱性的强弱。
在进行物质性质测试的实验中,有几个关键的要点需要我们特别注意。
一是实验的安全性。
有些实验可能会涉及到有毒、有害或者易燃易爆的物质,我们必须严格遵守安全操作规程,佩戴适当的防护装备,确保实验在安全的环境下进行。
产品质量检测中的材料与成分分析方法产品质量检测在现代社会中扮演着至关重要的角色。
无论是食品、药品、化妆品还是其他消费品,对其材料与成分的分析方法的研究和应用对于保障消费者权益以及保证产品质量具有重要意义。
材料与成分分析方法的选择与开发是产品质量检测的核心。
其中,材料分析的目的是为了确定产品中所使用的原材料的种类和比例;而成分分析则是为了确保产品成分的准确性和合规性。
在材料与成分分析方法的选择过程中,应综合考虑多种因素,如检测的目的、分析的目标化合物、检测的限量要求等。
目前,常用的材料与成分分析方法包括物理分析、化学分析和生物学分析等。
物理分析方法主要通过测定样品的形态、结构和性能等特征来判定其材料成分。
例如,通过显微镜观察样品的微观结构,可以确定其中的颗粒物质的种类和形态;而热分析则可以通过样品在不同温度下的物理性质变化来分析其成分。
物理分析方法通常操作简单、成本低,但其结果并不具备绝对的准确性,需要与其他分析方法结合使用。
化学分析方法是目前应用最广泛的材料与成分分析方法之一。
化学分析一方面可以通过测定样品中的化学反应来判定其成分,另一方面还可以通过测定样品中特定化学物质的浓度来分析其含量。
常用的化学分析方法包括光谱分析、色谱分析、质谱分析等。
例如,红外光谱可以通过样品对红外光的吸收和散射情况来确定其中的成分和结构特征;而气相色谱-质谱联用技术可以分析样品中的挥发性有机物。
生物学分析方法是近年来得到广泛关注的一类分析方法。
生物学分析方法利用生物学试剂与样品间的特异性反应来分析样品中的成分或活性。
例如,利用酶联免疫吸附测定法可以测定食品中的一些特定成分,如抗生素残留、激素含量等。
生物学分析方法的优点在于灵敏度高、特异性强,但其缺点在于操作复杂、分析过程时间较长。
在实际的产品质量检测中,需要根据具体的需求和问题选择合适的材料与成分分析方法。
在特定情况下,也可以将不同的分析方法进行组合应用,以提高分析的灵敏度和准确性。
第八章物质成分分析与物性检测第二节热导式气体分析仪利用气体的热传导速度不同的物理特性,制成的气体分析仪,一定条件下可分析混合气体中的H 2、CO 2、SO 2、Ar 、NH 3等气体的含量一、基本原理(一)气体的导热系数导热系数用λ表示混合气体∑==+++=ni ii n n C C C C 12211λλλλλL (二)热导分析法的使用条件(1)混合气体中除待测组分外,其余各组分的导热系数必须近似相等或十分接近。
nλλλ≈≈≈L 32除λ1外在热力学中物体的热传导速度是由导热系数来表示的。
导热系数大,表示物体导热速度快;导热系数小,表示物体导热速度慢。
相对导热系数温度系数nR I 224(二)检测器的结构二、氧化锆分析仪正常工作的必要条件有如下几项:(1)工作温度要恒定,一般工作温度保持在T=850℃,此时仪表的灵敏度最高。
工作温度T的变化直接影响氧浓度差电势E的大小,传感器还应有温度补偿环节。
(2)必须要有参比气体,参比气体的氧含量要稳定不变。
二者氧含量差别越大,仪表灵敏度越高。
(3)参比气体与被测气体压力应该相等,仪表可以直接以氧浓度刻度。
FRM-B型G1200第四节红外线气体分析仪一、测量原理红外线一般指波长从0.76μm至1000μm范围内的电磁幅射。
在红外线气体分析仪器中实际使用的红外线波长大约在1~50μm。
红外线气体分析仪是利用不同气体对红外波长的电磁波能量具有特殊吸收特性的原理而进行气体成分和含量分析的仪器。
吸收:红外线通过某些物质时,其中一些频率的光强度大为减弱甚至消失。
乙炔乙烷乙烯甲烷二、朗伯-贝尔定律假定被测气体为一个无限薄的平面.强度为k的红外线垂直穿透它,则能量衰减的量为:I=I0e-KCL(朗伯-贝尔定律)式中:I--被介质吸收的辐射强度;I 0--红外线通过介质前的辐射强度;K--待分析组分对辐射波段的吸收系数;C--待分析组分的气体浓度;L--气室长度(被测气体层的厚度)三、红外线气体分析仪的工作原理用人工的方法制造一个包括被测气体特征吸收峰波长在内的连续光谱辐射源,让这个光谱通过固定长度的含有被测气体的混合组分,在混合组分的气体层中,被测气体的浓度不同,吸收固定波长红外线的能量也不相同,继而转换成的热量也不同。
在一个特制的红外检测器中,再将热量转换成温度或压力,测量这个温度和压力,就可以准确地测量被分析气体的浓度。
双光束直读式红外线气体分析仪1、气体分析仪测量过程红外线气体分析仪可以用来分析各种多原子气体,如:C2H2乙炔、C2H4乙烯、C2H5OH乙醇、C3H6丙烯、C2H6乙烷、C3H8丙烷、NH3氨、CO2、CO、CH4甲烷、SO2等。
不能用来分析同一种原子构成的多原子气体以及惰性气体,如:N2、Cl2、H2、O2以及He、Ne、Ar等。
2、分析仪基本部件结构(1)光源和调制器光源的任务:产生具有一定调制频率(2~12HZ)、两束能量相等且稳定的平行红外光束1-反光镜;2-光源;3-切光片;4-同步电机(2)气室和滤光器气室包括测量气室、参比气室和滤光气室。
结构圆筒形,除测量气室有气样进出口之外,参比气室和过滤气室都是密封的,所有气室内壁非常光洁,要求不吸收红外线,不能吸附气体,对气体不起任何化学作用。
测量气室长度与浓度成反比。
滤光气室封入一定浓度的干扰组分,它的长度由封入干扰组分的浓度决定,有的分析仪不采用滤光气室,而用滤光片将干扰组分特征吸收波长全部滤去,这种结构较简单。
气室两端用透光材料密封,它既保证气室的密封性,又具有良好的透光性,并且因各种透光材料允许透过光波长的不同,又起到了滤光作用,常用的透光材料有蓝宝石(Al2O3)、氟化锂(LiF)等。
检测器工作工程:z检测器两气室所充的气体就是需要测量的气体,一般用中性气体氮气(N2)或氩气(Ar)与被测气体制成一定浓度的混合气体充入检测室中。
z被测气体的浓度不要太高。
z若浓度太高,红外线中某一波长的能量在检测气室窗口镜片附近就会全部被吸收,而不能深入到检测气室的下层,此时局部温度虽然相对高些,但窗口向四周的对流换热和检测气室壁的传导换热损失会加大,检测器的灵敏度就会下降。
z 检测气室的密封极为重要z 检测气室动片和定片之间必须保持很高的绝缘性,因此对封入的气体要进行深度的干燥。
z 检测器使用一段时间后,灵敏度会下降,可经过重新充气,方可继续使用。
第五节气相色谱仪一、色谱法概述1、色谱法的由来2、色谱法的分类二、气相色谱仪气相色谱(GC) 是一种把混合物分离成单个组分的实验技术它被用来对样品组分进行鉴定和定量测定。
第六节可燃性气体的检测原理可燃气体传感器——气敏电阻气敏电阻的外形侧视图和底视引脚图气敏电阻的符号f-f:加热电极;AA、BB:气敏电阻电极气敏电阻的基本工作电路:如右图所示,其中的Uf 为气敏电阻的加热电源,U+为气敏电阻的测量电源。
工作原理:气敏电阻是一种半导体敏感器件,它利用半导体材料对气体的吸附而使自身电阻率发生变化的机理进行测量的元件。
制作气敏电阻的氧化物半导体材料主要有SnO 2(二氧化锡)、ZnO 及Fe 2O 3等。
为了提高某种气敏元件对某些气体成分的选择性和灵敏度,材料中还掺入催化剂,如钯(Pd )、铂(Pt )、银(Ag )等,它们的添加物质不同,能检测的气体也不同。
温度特性在室温下吸收某种气体后,其电导率变化不大,输出电压很小且几乎不变。
若保持气体浓度不变,输出电压随温度升高而增大,即该气敏元件的电导率变化很大,灵敏度大幅提高。
因此气敏电阻工作时必须加热,它能烧去气敏元件附着的油污、尘埃等,起到清洗作用,并加速被测气体的吸附、脱出过程。
控制不同的加热温度,能对不同的被测气体具有选择作用。
加热温度与元件输出灵敏度有关,一般为200~400℃。
第七节湿度检测原理一、湿度测量概述在通风与空调工程中,空气的湿度与温度是两个相关的热工参数,它们具有同样的重要意义。
在纺织行业的应用:对纺织纤维性能的影响在相对湿度增大时,由于纤维吸湿后的分子间距离增大,故纤维的硬度和脆性随之降低,使纤维的柔软性大为改善。
机械表面与纤维间的摩擦或纤维间的相互摩擦,不可避免的会引起纤维带电,当纤维与机体带有不同电荷时,会妨碍纤维的拉伸、梳理、交织、卷绕过程的顺利进行。
提高空气的相对湿度,可以使纤维的比电阻降低,以增加电荷散逸的速度,从而消除静电。
在空气调节的应用:提高人体舒适感环境湿度过低时,体表汗液蒸发量增加,皮肤会感觉过于干燥。
而湿度过大时,体表出的汗不能及时、充分地蒸发掉,积于皮肤表面,使人体不舒适感觉加大。
因此,为了提高人体热舒适性,应正确控制室内相对湿度值。
在卷烟业的应用:对烟丝质量的影响在制烟过程中,烟丝的破损率及质量与储存时的空气湿度有着重要的关系。
储存时空气过于干燥,则烟丝易破碎成烟沫,气味也挥发出去,烟丝质量随之降低。
通常,储丝库的温度需要维持在18~25℃之间,相对湿度要保持在70%RH以上,在此环境条件下,烟丝才不易破碎,飘尘现象也较轻,烟味也较纯正。
在通信行业的应用:确保设备可靠性为避免因空气干燥引起静电,烧坏电路板,造成线路瘫痪,从而引发事故,同时保持设备的最佳运转状态,延长设备的使用寿命,通信行业动力机房环境对湿度和温度有着严格的要求。
在航天科技中的应用:将乘员舱大气湿度控制于乘员的舒适水平在乘员舱大气中,航天员呼吸、蒸发和洗涤都会造成水蒸气增加,甚至达到饱和状态。
在失重情况下,水蒸气可以在任何冷表面凝结成水珠,且随机存在于任何部位或飘浮在大气之中。
早期的载人飞船,随处存在的冷凝水成为令人十分头疼的问题,“双子星座”飞船曾采用铺设吸水材料的办法简单处理。
现代载人航天器使用一种带有孔板输出机构的冷凝热交换器,以5%通风气流把冷凝水引出排水细孔,再经动态水/气分离器把水和气体分开。
新式的湿度控制装置除湿效果好,寿命长,循环空气阻力小。
在其他场合的应用受湿度影响较大的场合,还有如计算机房、印刷车间、洁净室、手术室、实验室、气调库、半导体生产车间、博物馆、档案馆等。
大气是由干空气和一定量的水蒸气混合而成的,我们称其为湿空气。
干空气的成分主要是氮(78%)、氧(21%)、氩(0.93%)、二氧化碳(0.03%)及其它微量气体。
在湿空气中水蒸汽的含量虽少,但其变化却会对空气环境的干燥和潮湿程度产生重要的影响,且使湿空气的物理性质随之发生改变。
常温常压下干空气可视为理想气体,而湿空气中的水蒸汽一般处于过热状态,且含量很少,也可近似看作理想气体。
湿空气的性质符合道尔顿分压定律根据道尔顿定律,湿空气的压力应等于干空气的压力与水蒸汽的压力之和。
B = P g +P n绝对湿度只能说明湿空气中实际所含水蒸汽的质量,而不能说明湿空气干燥或潮湿的程度及吸湿能力的大小。
相对湿度表征湿空气中水蒸气接近饱和含量的程度。
φ值小,说明湿空气饱和程度小,吸收水蒸气的能力强;φ值大则说明湿空气饱和程度大,吸收水蒸气的能力弱。
3. 含湿量含湿量就是湿空气中,每千克干空气所含有的水蒸汽的质量。
三、气体湿度测量方法干湿球法露点法吸湿法干湿球湿度计的基本原理为:当大气压力B和风速v 不变时,利用被测空气相应于湿球温度下饱和水蒸气压力和干球温度下的水蒸气分压力之差,与干湿球温度之差之间存在的数量关系确定空气湿度。
)B ,v ,,(f s w θθ=ϕ其数量关系的数学表达式为:P b,s -P n = A(θw -θs )B式中,P b,s ——湿球温度下饱和水蒸气压力;P n ——空气中水蒸气分压力;θw 、θs ——分别为空气的干、湿球温度;A ——与风速有关的系数;B ——大气压力。
它由两支相同的液体膨胀式温度计组成,一支为干球温度计,另一支为湿球温度计。
干湿球温度计就是利用干湿球温度差及干球温度来测量空气相对湿度的。
在测得干湿球温度后,可利用公式计算,也可以利用有关图表,查出相应的相对湿度值。
普通干湿球温度计干球温度计湿球温度计刻度盘纱布水槽氯化锂电阻湿度传感器某些盐类放在空气中,其含湿量与空气的相对湿度有关;而含湿量大小又引起本身电阻的变化。
因此可以通过这种传感器将空气相对湿度转换为其电阻值的测量。
这种方法称为吸湿法湿度测量。
氯化锂是一种在大气中不分解、不挥发,也不变质而具有稳定的离子型无机盐类。
其吸湿量与空气相对湿度成一定函数关系,随着空气相对湿度的增减变化,氯化锂吸湿量也随之变化。
当氯化锂溶液吸收水汽后,使导电的离子数增加,因此导致电阻的降低;反之,则使电阻增加。
氯化锂电阻湿度计的传感器就是根据这一原理工作的。
氯化锂电阻湿度传感器分梳状和柱状。
在梳状或柱状电极间的电阻值的变化反映了空气相对湿度的变化。
氯化锂传感器的测湿范围与所涂氯化锂浓度及其它成分有关。