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第四章 湿度测量

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空气湿度的测定.

空气湿度的测定.
工作特性的变化。
3、用户部分只适用于各种用途的GPS 接 收机。
4、精度 根据用户工作区域卫星状态的影响，在
卫星分布、运行良好的情况下，GPS 单机定位精度
在15 米范围之内。
生态学基础实验
magellan GPS320简单指引
GPS 定位中的误差主要来自于星历误差、卫星钟误差和接收机误差这 三部分。
学中的应用
生态学基础实验
二、实验原理
空气温度（简称气温，下同）是表示空气冷热程度的物 理量。
空气湿度（简称湿度，下同）是表示空气中的水汽含量 和潮湿程度的物理量。
干湿球温度表由两支型号完全相同的温度表组成，一
支球部包有湿纱布称为湿球，另一个称为干球。由于纱 布上的水分不断蒸发，消耗的潜热使湿球及其附近的薄 层空气降温。另一方面湿球与流经其周围的空气发生热 量交换，当湿球因蒸发而散失的热量与从周围空气中获 得的热量相平衡时，湿球温度维持稳定。干湿球产生温 差，通过温差测得空气湿度的大小。
生态学基础实验
通风干湿表 观测前，先把仪器悬挂在百叶箱或
观测场内，感应部分高度1.50m。在读数前4-5 分钟用滴管湿润湿球纱布，然后上好风扇发条 （或接通电源）。上发条切忌过紧。观测时应注 意不要让风把观测者自身热量带到通风管中去。 当气温低于0℃时，为使温度表充分感应外界情 况，应于观测前半小时，湿润纱布并上好发条。 然后在观测前4分钟再通风一次，但不再润湿纱 布。观测时应注意湿球是否结冰，示度是否稳定。
（2）用干湿球温度求空气中水汽压的计算公式
水汽压e=Et'-AP(t-t') 其中：e--绝对湿度(水汽压),以百帕（hPa）为单
位，取一位小数。 Et'--湿球温度下的饱和水汽压； t--干球温度； t'--湿球温度； P--当时大气压；

物理实验技术中的湿度测量使用方法

物理实验技术中的湿度测量使用方法

物理实验技术中的湿度测量使用方法湿度是我们生活和工作中一个非常重要的参数。

在物理实验中，湿度测量对于研究物质性质和实验结果的准确性有着关键的影响。

本文将介绍一些常见的湿度测量使用方法，并探讨其原理和适用范围。

一、湿度测量的基本原理湿度是指空气中所含水蒸气的含量。

常见的湿度测量方法主要有相对湿度和绝对湿度两种。

相对湿度是指空气中水蒸气的含量与其饱和水平的比值，通常以百分比表示。

绝对湿度则指空气中单位体积的水蒸气质量，以单位克/立方米或克/千克表示。

二、湿度测量的仪器和方法1. 湿度计湿度计是最常见也是最简单的湿度测量工具。

其中，相对湿度计分为机械湿度计和电子湿度计两种类型。

机械湿度计通过测量水蒸气的吸附或吸湿对器件的影响来计算相对湿度。

电子湿度计则利用电子传感器检测空气中的水分含量，精度更高且不受环境影响。

湿度计可广泛应用于实验室、工业生产和室内环境等领域。

2. 饱和蒸气压法饱和蒸气压法是一种常用的绝对湿度测量方法。

它基于饱和蒸气压与温度的关系来计算空气中的水分含量。

常见的实验装置有湿度瓶和露点仪。

湿度瓶通过在一定温度下将一定体积的空气与饱和溶液接触，测量水分向溶液中传递的质量变化，从而推导出绝对湿度。

露点仪则是通过降低空气温度，使其饱和蒸气压与实际湿度相等，从而测得当时的露点温度，再通过露点与实际温度的关系计算得到绝对湿度。

3. 湿度干球湿球差法湿度干球湿球差法也是一种常见的湿度测量方法，适用于相对湿度测量。

它利用湿度计和温度计进行测量，其中湿度计称为湿球温度计，温度计称为干球温度计。

通过测量湿球温度和干球温度之间的差值，结合温度与相对湿度之间的关系曲线，就可以确定相对湿度的数值。

4. 电容湿度传感器电容湿度传感器是一种基于电容变化原理的湿度测量装置。

它利用材料的吸湿性质，使得电容值随着湿度的变化而变化，通过检测电容值的变化来测量湿度。

与其他湿度测量方法相比，电容湿度传感器具有响应快、准确度高、体积小和功耗低等优点，广泛应用于仪器仪表领域。

环境湿度的测量方法

环境湿度的测量方法

环境湿度的测量方法嘿，咱今儿个就来聊聊环境湿度的测量方法。

你说这湿度，看不见摸不着的，可它又实实在在影响着咱的生活呢！你想想看，要是湿度太高，那感觉就像在蒸笼里似的，浑身黏糊糊的，不舒服极了。

要是湿度太低呢，又会觉得口干舌燥，皮肤都干巴巴的。

所以啊，知道怎么测量湿度那可太重要啦！最简单的办法，那就是用湿度计呗！就像温度计一样，把它往那一放，就能显示出湿度来啦。

这就好比你想知道自己体重，站到秤上就一目了然啦。

不过，这湿度计也有好多种呢。

有一种叫机械式湿度计，它就像个小机灵鬼，通过一些机械结构来感知湿度的变化。

还有电子湿度计，那可就高级啦，靠着电子元件来精确测量，就跟个小科学家似的。

你可别小看这小小的湿度计，用起来也有讲究呢！你得把它放在合适的位置，不然测出来的可不准。

就好像你要量身高，总不能踮着脚或者蹲着吧。

除了用湿度计，咱还能通过一些生活中的现象来大致判断湿度呢。

比如说，你发现家里的窗户上老是有水汽，那很可能就是湿度比较大啦。

这就好像你看到天上乌云密布，就知道可能要下雨一样。

再比如说，你感觉衣服总是干得特别慢，或者你睡觉起来觉得喉咙干干的，这些都能给你一些关于湿度的提示呢。

哎呀，这湿度的测量方法可真是实用啊！你想想，要是你知道了湿度情况，就能更好地调节家里的环境啦。

湿度大的时候，开开窗户通通风，或者开个除湿机。

湿度小的时候呢，就放个加湿器，让空气湿润起来。

咱可不能小瞧了这湿度，它就像个隐藏在空气中的小精灵，时刻影响着我们的生活呢。

学会测量它，就能更好地和它相处啦。

所以啊，赶紧去弄个湿度计，或者多留意留意生活中的小细节，让自己对周围的湿度了如指掌吧！这可不是什么难事，只要咱上心，肯定能做好。

你说是不是呀？。

湿度测量方法

湿度测量方法

湿度测量方法湿度测量是一种常见的物理量测定方法，它可以用来测量环境中气体和液体中的水分含量。

通常，湿度用“相对湿度”来表示，它是空气中的水分质量与其最大潜热量的比值。

如果在恒定的温度下，空气的水分质量越大，相对湿度也越大。

不同的相对湿度范围对人体来说是不同的，一般来说，30%~70%的相对湿度最为适宜。

湿度的测量主要有以下几种方法:1、湿度表法：湿度表法将探测物体表面上水分蒸发成蒸气形成的水分液成固定比例罐中，用蒸发湿度表来测量湿度。

2、激光测湿仪：激光测湿仪采用克朗森分析原理，将激光束发射在待测物体表面上，由激光束反射后，探测其穿透物体大气层中水分含量，测量湿度。

3、水滴冷却法：水滴冷却法会将湿度反映出来，它利用水滴在一定的温度、干预压力下冷却的温度降低速率来测量湿度的大小。

4、电容式湿度传感器：改变湿度时，会使得吸入电容器可以形成一直变化的湿数值，这里利用电容反复改变其电容大小来检测湿度大小，根据定律求出其对应的湿度。

5、吸湿电位计：该装置利用吸湿性材料（一般为橡胶）接触到不同的湿度气体时，有一定的电位变化，利用橡胶的吸湿性，可以测量其相应的湿度。

湿度的测量是衡量空气条件的必要工作，可以为物理化学实验、农业生产、气象研究等提供参考依据，对决策、危险性控制、工作人员呼吸健康、有害蒸气测量等领域有着十分重要的意义。

另外，从房屋建筑工程和农业畜牧科学环境保护两个方面，都考虑到了湿度的测量。

因此，湿度的测量对环境的健康非常重要，它不仅是一项重要的科学研究项目，而且也是预测灾害事件发生的关键环节。

要想知道相对湿度，需要采用适当的仪器测量。

同时，也要特别注意湿度测量时温度的影响，以免受到影响得出错误的结果。

第4章--湿度测量

第4章--湿度测量

水的饱和蒸气压力随温度的降低而逐渐下降。在同样的空气水蒸 气压力下，温度越低，则空气的水蒸气压与同温度下水的饱和蒸气压 差值越小。当空气温度下降到某一温度时，空气中的水蒸气压与同温 度下水的饱和水蒸气压相等。此时，空气中的水蒸气将向液相转化而 凝结成露珠，相对湿度为100％RH。该温度，称为空气的露点温度，简 称露点。如果这一温度低于0℃时，水蒸气将结霜，又称为霜点温度。 两者统称为露点。空气中水蒸气压越小，露点越低，因而可用露点表 示空气中的湿度。

另一个问题是降温速度太快可能造成“过冷”。我们知道， 在一定条件下，水汽达到饱和状态时，液相仍然不出现， 或者水在零度以下时仍不结冰，这种现象称为过饱和或“过 冷”。对于结露 (或霜)过程来说，这种现象往往是由于被 测气体和镜面非常干净，乃至缺少足够数量的凝结核心而 引起的。Suomi在实验中发现，如果一个高度抛光的镜面并 且其干净程度合乎化学要求，则露的形成温度要比真实的 露点温度低几度。
4.2 干湿球湿度计
干湿球温度差效应：在潮湿物体表面的水分蒸发而冷却的效 应。其冷却程度取决于周围空气的相对湿度、大气压力B和 风速v，如果大气压力B和风速v保持不变，相对湿度越高， 潮湿物体表面的水分蒸发强度越小，潮湿物体表面温度与周 围环境温度差就越小；反之，相对湿度越低，水分的蒸发强 度越大，干、湿球温度差就越大。
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。
2）相对湿度
相对湿度就是空气中水蒸汽分压力Pn与同温度下饱和水蒸 汽分压力Pb之比值。
Pn 100 % Pb
f ( w , s , v, B)
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。

湿度测量

湿度测量

湿度的测量方法 干湿球法
简单干湿球湿度计 露点法
露点湿度计 吸湿法
氯化锂电阻式 高分子电阻式，高分子电容式
金属氧化物陶瓷电阻式，金属氧化物膜 电阻式
普通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 来确定空气湿度。
它具有灵敏度高、线性 度好、响应时间快、易 小型化以及制作工艺简 单、成本低、使用方便 等优点。
HPR-MQ-M52R
（M52R）是一款环保型 的高分子湿度传感器。 在空调、加湿器、除湿 机等民用家电产品中有
广泛的应用。
金属氧化物陶瓷湿度传感器
陶瓷的微细孔 吸附或释放水分子 使电阻发 生变化
❖ 环境温度对输出影响较大，因此要进行温度补 偿。
❖ 最高使用温度55℃，当大于55℃，氯化锂溶液 容易蒸发。
多个并联，从而扩大氯化锂湿度计的 测量范围
r
r
r
r
A
RAB=f()
B
R4
R3
R2
R1
75~95% 55~75% 35~55% 15~35%
高分子湿度传感器
1.高分子电容式湿度传感器
C S / d
高分子电容式湿度传感器
特点：迅速吸湿、脱湿，滞后小，响应快， 不受气流速度影响，测量范围宽，抗污染 能力强，稳定性好。
2.高分子电阻式湿度传感器
感湿膜为固体电解质 当相对湿度大时，膜中的可 移动离子浓度增大，电阻减 少，当相对湿度降低时，膜 中的可运动离子浓度减少， 电阻阻值增大。
电阻的变化与湿度非线性 有温度系数
氯化锂电阻湿度计

实验报告：测量湿度

实验报告：测量湿度

实验报告：测量湿度
1. 概述
本实验旨在测量湿度，并记录实验过程及结果。

通过该实验，可以了解湿度的测量原理和方法。

2. 实验步骤
2.1 准备工作
准备实验所需的仪器和材料，包括湿度计、温度计、试管、湿度标准液等。

2.2 实验操作
1. 将湿度计和温度计校准，并记录校准结果。

2. 将试管装满湿度标准液。

3. 将试管封闭，并检查是否密封良好。

4. 在一段时间内观察试管内液体的表面变化。

5. 使用湿度计测量试管内的湿度，并记录测量结果。

3. 实验结果与分析
根据实验操作的步骤，得到了湿度测量的结果。

根据测量数据，可以得出湿度随时间的变化曲线。

通过分析数据，可以推断出不同
条件下湿度的变化规律。

4. 结论
通过本实验的测量和分析，得出了湿度随时间变化的结果。

根
据实验结果，可以得出湿度的测量方法和技巧。

同时，也发现了湿
度测量的一些限制和注意事项。

5. 总结
本实验主要通过测量湿度的实验操作，了解了湿度的测量原理
和方法。

通过对实验结果的分析，对湿度变化的规律有了更深入的
了解。

同时，在实验过程中也注意到了湿度测量的一些问题和注意
事项。

参考文献
[1] 湿度测量技术与方法，XX杂志，20XX年
[2] 高精度湿度计的设计和校准方法研究，XX学报，20XX年。

建筑环境测试技术

建筑环境测试技术

2、转换和处理部分 根据感受部分和显示部分的需要，将感受元件 输出的信号转换成显示部分易于接收的信号。 对不同的测量系统，转换和处理一般有两种形 式： （1）非电量的转换：弹簧管压力计的测量。 （2）电量的转换与处理：热电阻配动圈仪表测 量温度。
计算机测量系统框图
如电阻器电阻温度系数的测量，已知电阻器阻 值Rt与温度t满足关系
Rt R20 (t 20) (t 20)2
可通过联立方程组求解温度系数。
2、按测量方式分类
1）偏差式测量法
在测量过程中，用仪器仪表指针的位移（偏差） 表示被测量大小的方法，称为偏差式测量法。由于 是从仪表刻度上直接读取被测量，包括大小和单位， 因此这种方法也叫直读法。
实验研究历来是科学研究的重要手段之一，也 是一种最基本的研究手段，即使在计算机仿真计 算盛行的今天仍不失其重要性。实验研究必然离 不开对被研究对象特性参数的测量。
在科学技术领域，许多新的发现和发明往往是 以测量技术的发展为基础；在生产活动中，新的 工艺和设备的产生也依赖于测量技术的发展水平； 可靠的测量技术对于生产过程自动化、设备的安 全及经济运行都是必不可少的先决条件。
一般来说，为了测量某一被测量的值，根据 测量的精度要求，将若干测量设备（包括测量仪 表、装置、元件及辅助设备等）按照一定的方式 连接起来，这种连接组合即构成了一种测量系统。
测量系统都是为一定的测量目的与要求而设 计的。因此，测量的目的与要求不同，所使用的 仪表也会有悬殊的差别。
就测量过程中测量系统各部分不同的作用看， 一般测量系统都可由四个部分组成。
第二节 测量仪表
一、测量仪表的类型 二、测量仪表的组成 三、测量仪表的主要性能指标
第二节 测量仪表
一、测量仪表的类型 1、模拟式测量仪表 对连续变化的被测物理量（模拟量）直接进行 连续测量、显示或记录的仪表。 2、数字式仪表 将被测的模拟量首先转化成数字量再对数字量 进行测量的仪表。

第四章 湿度测量解读

第四章 湿度测量解读

特点：传感器电阻的对数 值与湿度成线性关系，测 湿范围、工作温度范围宽。
第七节 饱和盐溶液湿度校正装置
关键：①实现不同范围内维持恒定的相对湿 度空间， ②可作基准的高精度标定仪器，
• 水的饱和蒸气压是温度的函数，温度愈高，饱 和蒸气压也愈高。 • 当向水中加入盐类，溶液中的水分蒸发受到限 制，使其饱和蒸气压降低，降低的程度与盐类 的种类有关。 • 根据不同的盐类对应的饱和蒸气压不同，即对 应的相对湿度不同实现湿度传感器的标定。
第四章 湿度测量
第一节 湿度测量概述
一．湿度的表示方法 绝对湿度、相对湿度、含湿量。 1．绝对湿度：每m3湿空气在标况下（0℃， 1大气压）所含水蒸气的重量，即水蒸气密度。 单位为g/m3。 由气体状态方程： Pv R T
n n n
Pn Pn 1 Pn 1000 2.169 vn RnT 461 T 273.15 w
所以测得被测空气的水蒸气分压力，及 干球温度即可求得绝对湿度。
• 2．相对湿度：空气中水蒸气分压力Pn与 同温度下饱和水蒸气分压力Pb的比值。
Pn 100% Pb
Pn Pb.s A( w s ) B
Pb.s—相应于湿球温度的饱和水蒸气压力； Pb—干球温度对应的饱和水蒸气压力；
常见测湿度的方法比较
温度范围 湿度范围 精度 阿斯曼 5~50 5~95% 2~5% 响应时间(s) 很长
氯化锂电 5~50 阻式 高分子电 5~50 容式 金属陶瓷 0~60 电阻式 -40~100 露点计
15~95%
15~95% 5~90% 0~100%
2~5%
2~5% 2~5% 1
10，50
特点：迅速吸湿、脱湿，滞后小，响应 快，不受气流速度影响，测量范围宽， 抗污染能力强，稳定性好。

湿度的测量

湿度的测量
＆1 湿度参数的定义
湿度：表示空气中水汽含量的物理量。
1.混合比γ
mv
ma
2.比湿q
q mv mv ma
3.绝对湿度ρv
v

mv V
4.水汽的摩尔分数
Xv

nv nv na
其中：
nv

mv Mv
, na

ma Ma
Xv

mv
mv / Mv
/ Mv ma
/ Ma
Xv
T1 T
)

5.02800 lg
T T1
8.2969lg( T 1)
1.150475 104 [1 10
] T1
0.42873
103[104.76955(1
T1 T
)1
]

0.78614
(3.11)
(2).冰面的饱和水汽压对数（0- -100℃）
lg ei
9.09685(T1 T
露点仪的组成：
1.感应器：高度抛光的金属镜面
2.热控装置：冷却器、加热器
3.凝结观测装置：光源系统、显微镜系统
露点温度的测量： 一般5次取平均
影响露点仪精度的因素
开尔文效应 拉乌尔特效应 部分压力效应 判断镜面凝结相态 操作失误
＆4 毛发湿度表
一.测湿原理： 湿度从0~100% 时，毛发伸长2.5%， 伸长量
)P,T
8.露点温度(Td )、霜点温度(Tf)
γ，P不变，降温至Td (Tf)使其对水 （冰）面饱和时的温度
另外可导出以下常用关系式:
绝对湿度


216.6
e p
(当e用hpa表示,为g/m3 )

地面气象观测——第四章 空气湿度的观测

地面气象观测——第四章 空气湿度的观测

二、用气温及相对湿度U反查e和t d
我国现行地面气象观测规范规定，气温在－10.0℃以下时， 停止观测湿球温度，改用毛发湿度表或湿度计测定湿度。三次
观测站02时的水气压，露点湿度用订正后的自记气温和自记相 对湿度反查求得，其方法如下：
1.反查水气压时，不必施行气压订正。 2.若气温≥0.0℃，查湿球未结冰部分（表2）；若气温 <0.0℃而≥－20.0℃时查湿球结冰部分(表1)；若气温≤－ 20.0℃查表4。 3.查表时，可能遇到四种情况： ⑴表中有等于或接近于这一相对湿度的观测值。可根据对应
二、安装与维护
湿敏电容传感器应安装在百叶箱内，传感器的中心点 离地面1.50m。
湿敏电容传感器的头部有保护滤膜，防止感应元件被尘 埃污染。每月应拆开传感器头部网罩，若污染严重应更 换新的滤纸。禁止手触摸湿敏电容，以免影响正常感应。
图3.4 湿敏电容湿度传感器
第四节 湿度查算表
湿度查算表是根据干湿球表的测湿公式 计算制作的，用于查取干湿球温 度表测定的湿度值。
㈠湿球纱布包扎：用统一配发的吸水性能良好的纱布包扎湿球球部。包 扎时，要把湿球温度表从百叶箱中拿出，手洗干净后，再用清洁的水将 球部洗净，然后将长约10厘米的新纱布在蒸馏水中浸湿，平贴无绉折地 包卷在水银球上(纱布的绝大部分留在下边，纱布的重叠部分不要超过球 部圆周的l/4)；包好后，用纱线把高出球部上面的纱布扎紧，再将纱 布弄平，用纱线把球部下面的纱布紧靠着球部扎好(不宜过紧)并剪掉多 余的纱线(如图3.2 A)。纱布放入水杯中时，要折叠平整。自湿球纱布开 始冻结起，应把水杯拿走，以防冻裂，湿球上的纱布应在球部以下2—3 毫米处剪断(如图3.2B)。直至湿球不再结冰为止。
e
etw
K CL

第四章 湿度测量

第四章 湿度测量

Pn 287 Pn Pn Pb 1000 622 622 622 Pw 461 Pw B Pn B Pb
• 所以，当大气压力为定值，含湿量是水 蒸气分压力的函数。
二．气体湿度测量方法 • 干湿球法 – 简单干湿球湿度计，通风干湿球湿度 计（阿斯曼） • 露点法 – 光电式露点湿度计 • 吸湿法 – 氯化锂电阻式，加热式氯化锂法 – 高分子电阻式，高分子电容式 – 金属氧化物陶瓷电阻式，金属氧化物 膜电阻式
• 测量桥路：两个桥路通过电阻R连接，构 成双电桥。
U CE f CE (t w )
U AB f AB (t S )
通过调节可调电阻 R 的滑动触头，使检流 计为0，可得UDE=UAB。
•根据这一关系计算出 RDE 和相对湿度的关系， 在可调电阻上进行分度，实现相对湿度的测量。
二．露点法湿度测量Βιβλιοθήκη 清华同方RHlog温湿度自记仪
<10 <=3 较短
SHT71温度、湿度复合传感器
选用SENSIRION公司 的SHT71温度、湿度 复合传感器，该传感 器是该公司最新推出 的数字化产品，直接 输出数字信号，通过 一根数据线与微处理 器相连，因此可简化 硬件电路设计。
接口电路图
电源引脚：供应电压在2.4～5.5V之间。
串口时钟输入引脚（ SCK ）：同步微控制器和传 感器之间的通信。 数据引脚（DATA）：DATA三态引脚用来向设备输 入、或输出数据。
所以测得被测空气的水蒸气分压力，及 干球温度即可求得绝对湿度。
• 2．相对湿度：空气中水蒸气分压力Pn与 同温度下饱和水蒸气分压力Pb的比值。
Pn 100% Pb
Pn Pb.s A( w s ) B

第四讲 湿度测量

第四讲 湿度测量

水蒸气压力与被测空气的水蒸气压力相 等（即达到平衡）时，盐溶液的温度， 即平衡温度来确定被测空气的露点温度; 再根据空气的干球温度和露点温度求出 空气的相对湿度。
氯化锂电阻式湿度计的特点
结构简单，体积小，反应速度快，灵敏 度高 湿度测量范围较小，测头的互换性较差， 使用时间长后，氯化锂测头会产生老化， 容易损坏。
R3
R2 R RW
R1’
R3’
R2’
RS
如何测量湿球温度？
如图测量要求满足什么条件？
湿球温度计测头的表面温度
汽液界面处在热质充分交换的情况下
的温度为湿球温度
湿球温度如何测准？
湿球温度计测头表面的风速一般应大于2.5m/s
0.0013 0.0012 0.0011 0.0010 0.0009 0.0008 0.0007

阿斯曼使用注意事项
仪器周围障碍物离温度表球部半米以上。 操作者也应离开半米以上，在读数时近 前。 2. 观测前4~5分钟（夏季）或者14~15分钟 （冬季）用蒸馏水润湿纱布。在观测前 纱布充分湿润，但不滴水。 3. 通风器转动4~5分钟之后读数。
1.
露点法
光 露点镜
冷却水箱
半导体 制冷片
第四节 氯化锂电阻湿度传感器
干湿球法
干球温度Tw、湿球湿 度Ts→湿度 关键在于如何测量湿 球温度Ts
Tw
T
i Ts
工作原理 在普通物理学实验中得 知： 如果B、v 均为常数， 则：
f (W ,S , v, B)
精度较低，1~2%， 当低于冰点温度使用 时，其误差可达18%
普通干湿球温度计
•构造
原理：利用干湿球
4.
5.
6.

建筑环境测试技术第4章湿度测量

建筑环境测试技术第4章湿度测量
法、露点法、电子式湿度传感器法。
1
第四章 湿度测量
4.1 干湿球湿度计 4.2 露点湿度计 4.3 电子式温度传感器 4.4 湿度计的校准
2
4.1 干湿球湿度计
原理：干湿球温度差效应。
干湿球温度计：由两只相同 的温度计组成，其中一只温 度计的温包部位包有脱脂棉 纱布，纱布的下端浸入盛有 蒸馏水的水杯中。在毛细作 用下，纱布经常处于湿润状 态。
d
4
4.1 干湿球湿度计
优点：适用于高温环境及恶劣环境。 测量准确度为5%-7%RH。 需要人工读数、人工加水。不适用于自动检测湿度、自动控
制湿度的场合。
5
4.1.2 电动通风干湿球湿度计
克服了普通干湿球湿度计的 不足。
不带数字显示的电动通风干 湿球温度计： 采用水银温度计。 温度计上装有微型风机， 造成不小于2.5m/s的风速。 也称为阿斯曼湿度计。
转换器 4~20mA、DC
19
DWS－P型氯化锂电阻湿度传感器
采用真空镀膜工艺，在玻璃片上镀上 一层梳状金电极，然后在电极上涂上 一层氯化锂和聚氯乙烯醇等配制的感 湿膜。
聚氯乙烯醇是一种粘合性很强的多孔 性物质，它与氯化锂结合后，水分子 很容易地在感湿膜中吸附与释放，从 而使得电阻值发生迅速变化。
3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。10:516.17.202110:516.17.202110:5110:51:196.17.202110:516.17.2021
露点湿度计的测定方法：先把物体表面加以冷却，一直冷 却到与该物体表面相临近的空气层中的水蒸气开始在物体 表面上冷凝成水分为止。开始凝集水分的瞬间，其临近空 气层的温度，即为被测空气的露点温度。

第四章 湿度测量

第四章 湿度测量
法和吸湿法。
① 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，主要作为标准计
量之用，其测量精度可达±2%以上，但设备复杂，昂贵，运作费
时费工。
第四章 湿度测量
② 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。特别在室内湿度
测量时在黄铜盒中注入乙醚的溶液，然后用橡 皮鼓气球将空气打入黄铜盒中，并由另一管口排出， 使乙醚得到较快速度的蒸发，当乙醚蒸发时即吸收了 乙醚自身热量使温度降低，当空气中水蒸气开始在镀 镍黄铜盒外表面凝结时，插入盒中的温度计读数就是 空气的露点。测出露点以后，再从水蒸气表中查出露 点温度的水蒸气饱和压力 Pl和干球温度下饱和水蒸气
第四章 湿度测量
Pn Pn Pn Pn 1000 2.169 2.169 RnT 461T T 273.15 W
式中 Pn——空气中水蒸气分压力，Pa；T——空气的干球绝对温度，K；
θw——空气的干球摄氏温度，℃；
Rn＝461J/(kg.k)。
Rn——水蒸气的气体常数，
第四章 湿度测量
和瓶内湿度差值较大时，每次开启都需要平衡6～8小时。
③ 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。
第四章 湿度测量
④ 干湿球法，18世纪发明的测湿方法。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57%,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。 ⑤ 吸湿法 电子式湿度传感器及湿度测量属于90年代兴起的行业, 近年

第4章 湿度测量

第4章 湿度测量

1 R1 R2 R
C
Rg
A R2’ 4
R1 D 2
’
R3
Rw
E
R3’ B
Rs’
U U AB U AB U DE 时，检流计有电流通过， I g DE 电动干湿球湿度计原理图 当 Rg 1—干球温度测量桥路 2—补偿可变电阻
3—检流计 调整RD 的触点，使检流计读数为0。 4—湿球温度测量桥路
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。 为了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 制在乘员舒适的水平

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。 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。新式的湿度控制装臵除湿效果好，寿命长， 循环空气阻力小。
4-1 干湿球湿度计
干湿球法湿度测量基本原理—干湿球温度差效应
干湿球温度差效应是指在潮湿物体表面的水分蒸发而冷却
的效应，冷却的程度取决于周围空气的相对湿度φ、大气压 力B以及风速v 。 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。
（一）镜面污染对露点测量的影响 在露点测量中，镜面污染是一个突出的问题，其影响主要表现在 两个方面；一是拉乌尔效应，二是改变镜面本底放射水平。 拉乌尔效应是由水溶性物质造成的。如果被测气体中携带这种物 质（一般是可溶性盐类）则镜面提前结露，使测量结果产生正偏 差。若污染物是不溶于水的微粒，如灰尘等，则会增加本底的散 射水平，从而使光电露点仪发生零点漂移。此外，一些沸点比水 低的容易冷凝的物质（例如有机物）的蒸气，将对露点的测量产 生干扰。 因此，无论任何一种类型的露点仪都应防止污染镜面。一般说来， 工业流程里的气体污染比较严重，在分析时影响较大。当然，即 使在纯气的测量中，镜面的污染也会随时间增加而积累。
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第四章 湿度测量
二、通风干湿球温度计（阿斯曼）

构造

温度计置于金属套管内 微型风机
Tw
Ts

特点

湿球附近风速固定在2.5m/s 金属套管屏蔽辐射 蒸馏水随时滴入
第四章 湿度测量
第四章 湿度测量
三、电动干湿球温度计
干湿球电信号传感器是一种将温度参数转换成电信号 的仪表,也叫电动干湿球温度计。它和干湿球温度计的作 用原理相同。主要差别是干球和湿球用两支微型套管式镍

被测气体的温度通常都是室温。因此当气流通过露点室时必然要影
响体系的传热和传质过程。当其它条件固定时，加大流速将有利于气流和 镜面之间的传质。特别是在进行低霜点测量时，流速应适当提高，以加快 露层形成速度，但是流速不能太大，否则会造成过热问题。

所以在露点测量中选择适当的流速是必要的，流速的选择应视制冷方

露点/℃ 50 40 30 20 10 0
90%RH 80%RH 70%RH 60%RH 50%RH 40%RH 30%RH 20%RH 10%RH 10 20 30 40
-10
ห้องสมุดไป่ตู้
50 温度/℃
第四章 湿度测量
充满乙 醚溶液
主要缺点： 当冷却表面上出现露珠的瞬间，需立即 测定表面温度，但一般不易测准，而容 易造成较大的测量误差。
HNP-50型冷镜式露点仪
便携式温湿度露点测量仪
第四章 湿度测量 第三节 氯化锂电阻湿度传感器
原理：氯化锂（LiCl）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。 其吸湿量与空气的相对
湿度成一定函数关系，随着空气相对湿度的增减变化，氯化
*属于吸湿法测量； 锂吸湿量也随之变化。只有当它的蒸气压等于周围空气的水
的水蒸气的密度，以字符ρ表示，单位为克/米3。
第四章 湿度测量
Pn Pn Pn Pn 1000 2.169 2.169 RnT 461T T 273.15 W
式中 Pn——空气中水蒸气分压力，Pa；T——空气的干球绝对温度，K；
θw——空气的干球摄氏温度，℃；
Rn＝461J/(kg.k)。
RwTw Pn 287 Pn Pn Pb 1000 622 622 622 PwVw Pw 461 Pw B Pn B Pb
所以，当大气压力为定值，含湿量是水蒸气分压力的函数。
第四章 湿度测量
二、气体湿度测量方法
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
由两支相同的温度计组成，其中一支温度 计的温包部包有潮湿的纱布，即湿球温度
计，干湿球温度计装置在同一支架上。湿
球温度计的球部表面潮湿纱布中的水分不 断进行蒸发，而水分的蒸发强度则仅据周
围空气的气象条件而定。当空气的相对湿
度愈低，湿球温度计上的水分蒸发愈强， 湿球温度就愈低，干、湿球温差就愈大；
反之，周围空气的相对湿度愈高，干、湿
结果带来误差。

另一个问题是降温速度太快可能造成“过冷”。我们知道，在一
定条件下，水汽达到饱和状态时，液相仍然不出现，或者水在零度以
下时仍不结冰，这种现象称为过饱和或“过冷”。对于结露 (或霜)
过程来说，这种现象往往是由于被测气体和镜面非常干净，乃至缺少 足够数量的凝结核心而引起的。
第四章 湿度测量
点漂移。

因此，无论任何一种类型的露点仪都应防止污染镜面。一般说来
，工业流程气体分析污染的影响是比较严重的。但即使是在纯气的测量 中镜面的污染亦会随时间增加而积累。
第四章 湿度测量
（二）露点仪测量条件的选择

在露点仪的设计中要着重考虑直接影响结露过程热交换的各种因素
，这个原则同样适用于自动化程度不太高的露点仪器操作条件的选择。
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
湿敏元件向集成化、智能化、多参数检测方向迅速发展，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。
第四章 湿度测量 第二节 干湿球与露点法湿度检测
干湿球湿度检测是根据干湿球温度差效应原理进行湿度测量。
干湿球温度差效应是指潮湿物体表面的水分蒸发而冷却的效
法和露点室的结构而定。一般的流速范围在0.4～0.7 L/min-1之间。为了 减小传热的影响，可考虑在被测气体进入露点室之前进行预冷处理。
第四章 湿度测量

在露点测量中镜面降温速度的控制是一个重要问题，对于自动光电
露点仪是由设计决定的，而对于手控制冷量的露点仪则是操作中的问
题。因为冷源的冷却点、测温点和镜面间的热传导有一个过程并存在 一定的温度梯度。所以热惯性将影响结露(霜)的过程和速度，给测量
球温度差就愈小。
第四章 湿度测量
干 球 温 度 计 湿 球 温 度 计
刻度盘
纱布
水槽
第四章 湿度测量

特点

无风速控制，无屏蔽辐射 水易污染 测量误差较大

注意：
① 湿球温度计安装时，要求温度计的球部离开水杯上
沿至少2～3cm， ② 应使湿球温度计周围空气流速保持在2.5m/s以上， 使A为常数。
应，冷却的程度取决于周围空气的相对湿度φ、大气压力B以 及风速。 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。
第四章 湿度测量
其数量关系的数学表达式为： Pb,s－Pn = A(θw－θs)B 式中，Pb,s —— 湿球温度下饱和水蒸气压力； Pn —— 空气中水蒸气分压力； θw、θs —— 分别为空气的干、湿球温度； B —— 大气压力。A —— 与风速有关的系数；
根据这一关系计算出RDE和相对湿度的关系，在可调电阻上 进行分度，实现相对湿度的测量。
第四章 湿度测量
四、露点法湿度测量
露点法测量相对湿度的基本原理为：先测定露点温度θ l， 然后确定对应于θ l 的饱和蒸气压力Pl 。显然，Pl 即为被测 空气的水蒸气压力Pn 。因此，可用下式求出空气的相对湿 度。
Rn——水蒸气的气体常数，
第四章 湿度测量
2. 相对湿度 相对湿度就是空气中水蒸汽分压力Pn与同温度下饱和 水蒸汽分压力Pb之比值。
Pn 100% Pb
相对湿度越小，就表示是空气离饱和态越远，尚有吸收更多 水蒸气的能力，即空气越干燥，吸收水蒸气能力越强； 反之，相对湿度越大，吸收水蒸汽能力越弱，即空气越潮湿。 相对湿度反映了湿空气中水蒸汽含量接近饱和的程度，故又称饱 和度。
和瓶内湿度差值较大时，每次开启都需要平衡6～8小时。
③ 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。
第四章 湿度测量
④ 干湿球法，18世纪发明的测湿方法。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57%,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。 ⑤ 吸湿法 电子式湿度传感器及湿度测量属于90年代兴起的行业, 近年
将上式代入
Pbs w s AB 可得相对湿度计算公式为： 100% Pb Pb 根据θw、θs分别对应有确定的Pb、Pb,s值，所以根据干、湿
P n 100% P b
球温度计的读数差，即可由上式确定被测空气的相对湿度。
第四章 湿度测量
一、普通干湿球温度计
法和吸湿法。
① 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，主要作为标准计
量之用，其测量精度可达±2%以上，但设备复杂，昂贵，运作费
时费工。
第四章 湿度测量
② 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。特别在室内湿度
第四章 湿度测量
露点测量中应该注意的问题
（一）镜面污染对露点测量的影响

在露点测量中，镜面污染是一个突出的问题，其影响主要表现在两
个方面；一是拉乌尔效应，二是改变镜面本底放射水平。拉乌尔效应是
由水溶性物质造成的。如果被测气体中携带这种物质(一般是可溶性盐
类)则镜面提前结露，使测量结果产生正偏差。若污染物是不溶于水的 微粒，如灰尘等，则会增加本底的散射水平，从而使光电露点仪发生零

pl 100% pb
式中 Pl——对应被测湿度空气露点温度的饱和水蒸气压力；
Pb——饱和水蒸气压力。
第四章 湿度测量
露点温度是指被测湿空气冷却到水蒸气达到饱和状态并开始
凝结出水分的对应温度。 水的饱和蒸气压力随温度的降低而逐渐下降。在同样的空气 水蒸气压力下，温度越低，则空气的水蒸气压与同温度下水的饱 和蒸气压差值越小。当空气温度下降到某一温度时，空气中的水 蒸气压与同温度下水的饱和水蒸气压相等。此时，空气中的水蒸 气将向液相转化而凝结成露珠，相对湿度为100％RH。该温度， 称为空气的露点温度，简称露点。如果这一温度低于0℃时，水
的压力Pb，就能算出空气的相对湿度。
第四章 湿度测量
1、光电式露点湿度计
第四章 湿度测量
光电式露点湿度计是使用光电原理直接测量气体露 点温度的一种电测法湿度计。其测量准确度高，可 靠性强，使用范围广，尤其适用于低温状态。 影响测量精度的因素：高度光洁的露点镜；高精度