最新建筑环境测试技术-第四章---湿度测量讲课讲稿精品课件

4.3露点(lùdiǎn)温度计
• 露点法湿度(shīdù)测量 • 露点温度：将被测空气冷却，当湿空气
冷却到水蒸气达到饱和并开始凝结出水 分时所对应的温度。 • 先测定露点温度tL，根据tL确定该温度 下饱和水蒸气压力PL。PL即为被测空气 的水蒸气分 压P力L P1n0。0%
Pb
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2．光电式露点(lùdiǎn) 湿度计
影响测量精度的因素：高度光洁的露点镜；高精度的 光学与热电制冷调节(tiáojié)系统；采样气体需洁净。
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HNP-50型冷镜式露点仪
技术指标
露点温度测量范围：- 65 ～ 20 ℃
最大致冷温差 Δ 105 ℃
露点温度测试准确度 DEW < ± 0.3
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1．露点(lùdiǎn)湿度计
• 采用两只玻璃棒温度 计，一只测量干球温 度，另一只放入黄铜 盒内测量露点温度。 根据测得的露点温度 和干球温度通过查表 得到对应的露点温度 下的饱和蒸气(zhēnɡ q ì) 压 力 和 干 球 温 度 下 的饱和蒸气(zhēnɡ qì) 压力。
• 缺点：露点温度不易
干空气： PwVwmwRwTw
因 为 水 蒸 气 与 干 空 气 均 匀 ( j ū n y ún ) 混 合 ， 故 Vn=Vw，Tn=Tw， 又：Rn=461，Rw=287，
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d d d 1 1 m m 0 S 0 S 1 1 0 0 P P n 0 n 0 V V n n 0 0 R w w 0 T T w w w 1 1 1 0 0 0 P P P n 0 n 0 n 0 2 2 2 0 6 0 8 0 6 6 m m w w R R n n T T n nP w w V V w w w P P P w w w 4 4 46
B—大气压力(yālì)；
A—与风速有关的系数。
f(w,s,v,B)
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3）含湿量：空气由干空气和湿空气组成，每 kg干空气所含水蒸气的量，称为含湿量。符 号(fúhào)d，单位g/kg
d 1000 mS mw
应用(yìngyòng)理想气体状态方程
水蒸气： PnVn msRnTn
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1．普通(pǔtōng)干湿球温度Tw 计Ts
• 构造 同精度温度计两支、脱脂纱布、 蒸馏水
• 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(lí kāi)水杯上沿至少2～3cm， • ②应使湿球温度计周围空气流速保持
1 0 P n 0 2 0 6 8 P n 0 2 7 6 2 P 2 n 6 22 P b 2 P w 46 P w 1B P n B P b
• 所以(suǒyǐ)，当大气压力为定值，含湿 量是水蒸气分压力的函数。
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2．气体湿度测量方法 1）干湿球法 简单干湿球湿度计，通风(tōng fēng)干湿球
PPM/V ( 换算精度(jīnɡ
dù)0.1% ) RH( 换算精度(jīnɡ dù) 0.1% )
显示灵敏度 ± 0.1 ℃
样气压力
0.1 MPa/cm2
样气流量
0.4 ～ 1.0L∕min
显示器
16 x 2 液晶屏
额定工作电压
220VAC 50Hz
外形尺寸 （W）360x（D）350x（H）
135mm
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2.高分子湿度(shīdù)传感器
1）高分子电容式湿度(shīdù)传感器
CS/d
根据电容公式可知(kě zhī)，在电容两个极板 的面积和间距不变的 情况下，当介电常数 发生变化时将引起电 容值的变化。
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特点：迅速吸湿、脱湿，滞后小，响应
快，不受气流(qìliú )速度影响，测量范 围宽，抗污染能力强，稳定性好。
重量
8.6Kg
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4.4电子式湿度(shīdù)传感器
电动(diàn dònɡ)干湿球温度计
原理：将湿信号 转换成电信号， 并远传。
构造：轴流风机 (fēnɡ jī)、镍电 阻、湿球纱布、 盛水杯、测量桥 路。
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测量桥路：两个(liǎnɡ ɡè)桥路通过电 阻R连接，构成双电桥。
2．简述空气湿度的三种表示方法，以及测 量的四种方法（原理、特点）。
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课后小结(xiǎojié)
通过本章学习使同学们掌握湿度测量方法 及其湿度测量原理及仪表的分类(fēn lèi)。 干湿球湿度计、露点湿度计、氯化锂电阻 湿度传感器，了解金属氧化物陶瓷湿度传 感器、金属氧化物膜湿度传感器、饱和盐 溶液校正装置。熟悉各类湿度仪表的特点 结构及使用场所。
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HPR-MQ-M52R （M52R）是一款 环保型的高分子湿 度(shīdù)传感器。 在空调、加湿器、 除湿机等民用家电 产品中得到了广泛
的应用。
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3金属(jīnshǔ)氧化物湿度传感器
1）金属氧化物陶瓷湿度传感器 由金属氧化物多孔性陶瓷烧结而成。烧结体 上有微孔，可使湿敏层吸附或释放水分子， 造成(zào chénɡ)其电阻值的改变。
建筑环境(huánjìng)测试技术-第 四章---湿度测量
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2）相对湿度：空气(kōngqì)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
P nP b.sA (ws)B
Pb.s—相应于湿球温度的饱和水蒸气压力(yālì)；
Pb—干球温度对应的饱和水蒸气压力(yālì)；
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2）高分子电阻(diànzǔ)式湿度 传感器
使用高分子固体电解 质材料制作感湿膜， 当相对湿度大时，膜 中的可移动离子(lízǐ) 浓度增大，电阻减少， 当相对湿度降低时， 膜中的可运动离子 (lízǐ)浓度减少，电 阻阻值增大。这样可 通过电极间的电阻值 的变化测量相对湿度。
主要有 MgCr2O4-TiO2 陶瓷(táocí)湿 度传感器、NiO 陶瓷(táocí)湿 度传感器。
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2）金属(jīnshǔ)氧化物膜湿度传 感器
原理：将调制好的金 属氧化物的糊状物加工 在陶瓷(táocí)基片及电 极上，采用烧结或烘干 的方法使之固化成膜。 这种膜的含湿量随着外 界空气的含湿量的变化 而变化，含湿量的变化 又引起电阻阻值的变化， 通过测量电阻之间的阻 值即可测量相对湿度。 特点：传感器电阻的对数值 (shùzí)与湿度成线性关系， 测湿范围、工作温度范围宽。
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。
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扩大(kuòdà)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%
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(%) 15 35 55 75 95
RAB(K) 80 70 52 32.3 12.35
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2）变送器
• 将氯化锂湿度测头接入交流电桥，此电桥将传感 器的电阻信号转变为交流电压信号。此电压经放 大、检波整流(zhěngliú)变成与相对湿度成一定 函数关系的直流电压，再经电压-电流转换器转换 成标准0-10mA的电流信号。
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4.5 湿度计的校准(jiào zhǔn)
饱和盐溶液湿度校正装置： 1)实现不同范围内维持恒定(héngdìng)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(yǒuguān)。
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接口(jiē kǒu)电路图
l电源引脚：供应(gōngyìng)电压在2.4～5.5V之间。 l串口时钟输入引脚（SCK）：同步微控制器和传感器 之间的通信。 l数据引脚（DATA）：DATA三态引脚用来向设备输入、 或输出数据。
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思考题：
1.试述干湿球测湿系统(xìtǒng)的组成及测 试原理
• 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。
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常见测湿度的方法(fāngfǎ)比较
温度范围 湿度范围 精度
阿斯曼 5~50
5~95% 2~5%
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
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1 氯化锂电阻湿度计 属于吸湿法测量， 根据(gēnjù)氯化锂 的吸湿特性和氯化 锂吸湿后电阻变化
特性。
1）传感器
形式(xíngshì)：
梳状、柱状。
感湿膜
R
梳状
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柱状
注意：
为了避免氯化锂溶液发生电解，电极(diànjí) 两端应接交流电。
量程窄，一般为15%～20%，例如，0.05% 的浓度对应感湿范围为80%-100%， 0.2%的浓度对应的感湿范围为60%-80%。
露点计 -40~100
15~95% 15~95% 5~90% 0~100%
2~5% 2~5% 2~5% 1
响应时间(s) 很长 10，50
<10
<=3 较短
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SHT71温Fra Baidu bibliotek、湿度(shīdù)复合 传感器
选用 (xuǎnyòng)SENSIRIO N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。
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UCEfCE (tw)
UABfAB(tS)
通过调节(tiáojié)可调电阻R的滑动触头， 使检流计为0，可得UDE=UAB。 R DE U IC DE E U U R C AE B RU U C AB E RffC A((B E ttw S))
•根据这一关系计算出RDE和相对湿度的关系，在 可调电阻(diànzǔ)上进行分度，实现相对湿度的测
湿度计（阿斯曼） 2）露点法 光电式露点湿度计 3）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
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4.2干湿球温度计
干湿球法湿度(shīdù)测量 Pn 100%
Pb
Pb.s A(ws)B Pb
•测得干球温度和湿球温度可计算(jìsuàn)相对湿 度。 •适用范围：大于0℃，测量误差1～2%。
在2.5m/s以上，使A为常数。
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2.通风(tōng fēng)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(fēnɡ jī)， • 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
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Tw Ts
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