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76 湿度测量技术 干湿球湿度计使用一个湿球 温度计和一个测量环境温度 温度计。湿球上的水的蒸发 降低了湿球的温度。 环境湿度可以由温度的变化 来测定。 镜子冷却会产生冷凝到露点 温度后。当观测到镜子上有 冷凝水时露点也就得出来了。 - 如果小心使用，可以达到 2 至3 R H 的精度 电容器的电容量取决于相对 湿度R H 。使用一种理想聚合 物，它利用薄膜技术，在整 个范围内得到可重复的结果。 - 不能用于多点测量 - 处理耗时（在几乎每次测 量之前，必须用蒸馏水弄 湿） - 要求高精确度的温度测量 - 大台式仪器 温度计）须和环境温度相 - 耗时、昂贵 - 不用电池就工作 - 笨重（非便携式测量仪器） - 在每次测量前，（干湿球 - 适应时间慢 可靠和不稳定。 今天. . . T e s t o 的电容湿度传 并建立了相应的测量技术标准。 过去. . . 电容传感器被认为不 感器在世界各地都经过测试， - 易于使用，安装成本低 - 高维护成本 - 头发频繁再生 - 仅可在1 5 至8 5 R H 和最高 5 0 ℃条件下使用 - 不准确 - 测量速度慢 - 量程宽 - 精度高 - 成本低、反应快，并且测 量精确（达1 R H ） - 量程 0 至1 0 0 R H 宽 - 稳定 - 既小又轻便 湿度测量非常重要。生产过 程的不断改良，对质量的高 要求以及节能都需要精确、 稳定及便利的湿度测量。 毛发湿度计 要求 缺点 优点 优点 干湿球湿度计 优点 露点镜 优点 电容传感器 缺点 缺点 缺点 不同的测量方法 毛发湿度计是湿度测量的最 早的方法之一。人类的头发 按照湿度改变其长度。通过 机械方法将这种变化显示为 相对湿度。 适合，封套也要换掉。 77 湿度测量技术 焓，含热量 含热量是潮湿空气保存的热 能。该能量在0 ℃下被设置 为0 。对于计算冷却和加热 量，焓是重要的。例如测量 热交换器前、后板的温差。 潮湿度 潮湿度（X ）被定义为水与 空气（干燥气体）的质量比 率。 单位[ g / k g ] 以克/ 千克干燥空气为单位的潮湿度X A ＝冷却和去湿 B ＝冷却 C ＝冷却和增湿 D ＝增湿 E ＝加热和增湿 F ＝加热 G ＝加热和增湿 H ＝去湿 以克/ 千克干燥空气为单位的潮湿度X 以千卡/ 千克干燥空气为单位的空气含热量 / 以℃为单位的湿空气温度 以乇为单位的水蒸汽压力 以千卡/ 千克干燥空气为单位的空气含热量 莫利尔线图的所有参数由t e s t o 6 5 0 自动显示。 相对湿度， R H 露点，t d 相对湿度为无凝结时空气中 可能的湿度的百分比（ ）。 R H 由空气中水的绝对数量和 温度来确定。温度越高，在 无凝结下空气可以吸收的水 就越多。 露点是以℃为单位给定的温 度值。它表示空气中当前水 开始冷凝时的温度。在露点 温度上，R H 为1 0 0 。 T e s t o 以其开发的湿度传感器， 成功拓宽了电容传感器的应 用范围。 T e s t o 湿度传感器 - 高精确度 T e s t o 湿度传感器突出的特点 如下 干湿球湿度计湿球温度， ℉/ ℃ 蒸发导致冷却。如果将温度 计放入潮湿的布中，由于蒸 发引起冷却，湿度计的温度 下降。蒸发取决于环境的相 对湿度和空气流速。第二温 度计，放在干燥位置，可以 测量温度的差异。 单位［℃，℉］ 绝对温度，g / m 3 绝对湿度表示每一立方米的 空气或气体中水的克数。 水蒸汽中的分压力，p a s 可以由水蒸汽确定的房间内 的总压力水平。 单位［m b a r ，h P a ］ 莫勒图 - 应用温度达 1 8 0 ℃ - 从- 5 0 至 1 0 0 ℃的露点 测量 - 在极端条件下长期的稳 性。 - 精确 - 长期稳定性 - 耐温 - 坚固 T e s t o 湿度传感器 78 为什么你应选择T e s t o 湿度传感器 稳定性测试 大于1 0 0 个传感器经受了下面列出的测试条件。测量在传 感器放入气候测试室之前和之后执行。 成千上万个T e s t o R H 传感器 在全世界范围内测量相对湿 度。它们以手持式仪器、R H 数据记录仪和R H 变送器形式 使用。典型应用为 － 半导体工业中R H 控制 － 制药和化学实验室和工厂 的气候控制 - 食品工业的气候控制 1 . 在9 0 R H 下冷却（2 0 ℃）烟气中2 4 小时 燃油炉的烟气 O2 5 . 9 , C O 4 5 p p m , N O x 5 0 p p m , S O 2 7 0 p p m 由烟道抽入传感器的容器，然后自动地冷却 2 ．每立方米3 0 0 0 支烟的烟雾中2 小时 3 ．自来水中5 分钟 4 ．气象屋中1 2 个月，9 0 年7 月－9 1 年7 月 5 ．浸没在异丙醇中5 分钟 6 ．在2 0 ℃/ 0 . 1 R H 下硅胶中3 个月 7 ．在- 2 5 ℃/ 9 5 R H 下3 个月 8 ．在9 2 R H （2 0 ℃）下3 个月 9 ．冲击试验在2 0 ℃下1 6 小时/ 沸水中1 0 分钟/ 2 0 ℃打湿1 小时/ 强制 通风炉 1 2 5 ℃下3 小时/ 4 ℃冰冻水下冷并浸5 分钟/ 1 2 5 ℃下加热5 分钟 1 0 ．奶酪店中9 个月7 0 ℃/ 7 0 R H 1 1 ．鸡窝中9 个月1 5 ℃/ 8 0 R H 1 2 ．猪圈中9 个月 1 7 ℃/ 7 0 R H 1 3 ．强制通风炉中5 小时1 5 0 ℃/ 1 0 R H 1 4 ．高湿度下3 0 天2 0 ℃/ 9 8 R H 1 5 ．木材干燥工序中7 天2 0 至8 0 ℃/ 9 0 至1 5 R H 0...100 RH 1.0 RH 15 s 0.03 RH/F - 5 0 至 1 0 0 ℃ 0.3 RH 湿度量程 温度量程 滞后（3 小时循环1 5 到9 0 再到1 5 R H ） 响应时间t 9 0 温度相关性 露点t d 重复性 最精密的标准湿度探头 - 精确度1 R H - 在正常条件下保证2 年长 期稳定性 1 9 9 6 －1 9 9 7 年世界多个实 验室测试3 种精密湿度探头 的结果。 － 室内空气质量测试（I A Q ） － 干燥工序的监视 - 在压缩空气中 - 在C O 中 2 - 在天然气中 - 在O 中 2 上述稳定性测试没有影响1 R H 的显示。 测量露点（t d ） 应用 技术数据 T e s t o 湿度传感器的长期稳定性 以 R H 为单位与各自参考的偏差 PTB; 23.08.1996 JQA; 10.04.2000 -3 -2 -1 0 1 2 3 0102030405060708090100 77F - 4 0 . . . 1 8 0 ℃ 79 为什么你应选择T e s t o 湿度测量仪器 多个实验室试验 三种精密探头经受了广泛的 多个实验室试验，这些试验 室分别为柏林的P T B 、美国 的N I S T 、法国国家研究院的 C E T I A T 、意大利研究院I M G C 、 英国国家研究院的N P L 、西班 牙国家研究院的I N T A 、日本 的J Q A 、韩国的K R I S S 、北京 的N R C C R M 和在T e s t o 的D K D 校 准实验室。 结果确认探头精确度为1 R H ，如同T e s t o 指示。 在 8 0 ℃和9 0 R H 下长期 试验的四种高温湿度探头 P T B P h y s i k a l i s c h T e c h n i s c h e B u n d - e s a n s t a l t , 柏林G . S c h o l z 博士, 试验号P T B - 3 . 1 2 - 1 2 1 0 . 9 6 C E T I A T C e n t r e T e c h n i q u e d e s I n d u s t - r i e s A r a u l i q u e s e t T h e r m i - q u e s , V i l l e u r b a n n e , B . C r e t i - n o n , 试验号 9 6 1 0 6 6 1 A N I S T 国家标准及技术研究院, 盖瑟斯 堡, P . H u a n g 博士, 试验号 H - 4 6 0 8 I M G C I s t i t u t o D i M e t r o l o g i a G . C o l o n e t t i “ , 都灵, A n t o n i o A c t i s , 试验号5 5 6 / 9 7 N P L 英国国家物理实验所， M . S t e v e n s , 试验号0 8 C 0 4 3 / 9 8 0 2 0 I N T A I n s t i t u t o N a c i o n a l d e T c n i - c a A e r o e s p a c i a l , 马德里, R . B e n y o n , 博士, 试验号 0 0 4 8 / 0 0 4 9 J Q A 日本质量保证机构J , 东京, 高松 S u g i y a m a , 试验号1 3 8 - 0 0 0 3 K R I S S 韩国标准及科学研究院, 汉城, H . N h a m , 试验号 0 2 4 9 1 - 0 0 1 N R C C R M 国家鉴定标准材料研究中心, 北京, 叶宏, 试验号2 0 0 0 - 0 3 9 - 2 9 2 摘自N I S T 报告（国家标准 及技术研究院，试验号 4 6 0 8 ） 2 个标准湿度探头被测试 每隔1 0 天长期使用后的试 验结果最大偏差＜1 R H 标准 标准 实际湿度 实际温度 R H ℃ 探头1 探头2 探头1 探头2 10.19 25.06 9.8 10.1 25.1 25.0 30.08 25.01 30.0 30.3 25.1 25.0 49.90 25.03 49.9 50.2 25.1 25.0 69.82 25.01 69.7 70.1 25.1 25.0 89.68 25.03 89.8 90.3 25.1 25.0 0 0.5 -0.5 以 R H 为单位的偏差 1.5 1 4 0 天后3 0 天后2 0 天后1 0 天后开始 -1.5 -1 04/96 10/96 12/96 07/97 09/98 10/98 03/99 05/00 10/00 03/01 08/96 10/96 05/97 10/97 09/98 10/98 04/00 09/00 12/00 08/01 PTB PTB NRCCRM KRISS JQA INTA NPL IMGC NIST CETIAT 80 水活性测量技术 平衡水水活性（a w 值） 水含量 物质的吸纳和保持或释放水 被定义为术语吸湿。吸湿物 质总是试图建立与环境空气 平衡的水含量。吸湿物质中 的水导致物质表面上蒸发压 力的增加。如果物质表面上 水蒸发压力与环境大气的压 力相同，这就被认为是平衡 水份。任何两者压力之间的 差异都会导致水份交换。 水活性值包含了化学非键合 水的信息。测量基于平衡水 含量。在空气量相应低于固 体物质的封闭的房间中，固 体物质所含的非结合水可确 定环境空气的相对湿度。 水活性（a w 值）实际上与封 闭房间中平衡水相同。 但是，它并不给定0 至1 0 0 R H 的范围，取代的表示为 水含量是物质中相对于其固 体物质的水的含量。给定的 单位为重量百分数。水含量 仅在某种物质按照重量出售 时才被关注。 参照测量系统，设置水活性 测量的新标准。 测量精度为0 . 0 1 a w 。测 量的可重复性为0 . 0 0 3 a w 。 精密传感器的精度在多个 国际上的实验室得到验证。 鱼肉 鲜肉 面包 浓缩果汁 意大利腊肠 水果干 巧克力 面粉、淀粉 坚果 奶粉 蜂蜜 肉干 鱼干 面条 无馅饼干 饼干、平薄饼、蛋白饼糕 药片（医药） 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 水活性 各种产品的水的活动性 － 以年计的测量的长期稳定 性，即不再需要频繁、耗 时的重新调节。 － 测量系统源于国家标准， 法律问题方面得以保证。 － 经由可连接的打印机或你 的P C ，可得到简单可靠的 测量结果文档。 0 至1 a w 。a w ＝0 适用于无 水物质，a w ＝1 适用于纯水。 因为水活性取决于温度， 因此必须永远给定参考温 度。