建筑环境测试技术第4章湿度测量

17、儿童是中心，教育的措施便围绕 他们而 组织起 来。上 午2时2 8分29 秒上午 2时28 分02: 28:29 21.7.1 0
July 2021
2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二一年六月十七日2021年6月17日星期四
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4.3.1 氯化锂电阻湿度传感器
氯化锂的吸湿量与空气的相对湿度成一定函数关系。
空气湿度增加
氯化锂的吸湿量增加
氯化锂中导
电的离子数增加
电阻减小
(%) 15 35 55 75 95
R(K) 80 70 52 32.3 12.35
电阻(K )
80
60
40
20
0
0
20
40
60
80 100
相对湿度(%RH )
10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。02 :28:2 902:2 8:290 2:287 /10/2 021 2:28:29 AM
11、一个好的教师，是一个懂得心理 学和教 育学的 人。21 .7.10 02:28 :2902 :28Jul -2110 -Jul-2 1
12、要记住，你不仅是教课的教师， 也是学 生的教 育者， 生活的 导师和 道德的 引路人 。02: 28:29 02:28: 2902: 28Sat urday , July 10, 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。
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4.2.1 露点湿度计
测量过程：
露点温度计
干球 温度计
在镀镍黄铜盒3中注入乙醚溶液，
然后用橡皮鼓气球4将空气打入镀 镍黄铜盒3中，并由另一管口排出，
技术指标
露点温度测量范围：- 65 ～ 20 ℃
露点湿度测试准确度 DEW < ± 0.3
显示灵敏度 ± 0.1 ℃
样气压力
0.1 MPa/cm2
样气流量
0.4 ～ 1.0L∕min
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4.3 电子式湿度传感器
原理：某些物质放在空气中，其含湿量与空气的相对湿度 有关。含湿量的大小会引起物质本身的某些物理特性的变 化。
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4.3.1 氯化锂电阻湿度传感器
梳状传感器：梳妆电极 （金箔）镀在绝缘板上。
柱状传感器：用两根平行
的铂丝电极缠绕在绝缘柱
上，利用多孔塑料聚乙烯
梳状传感器
柱状传感器
1-端子 2-电极 3-塑料底板 4- 插座 5-引线
球作为胶黏剂，使得氯化 锂溶液均匀地附在绝缘板 的表面。
将传感器放置在氯化锂溶液中。氯化锂盐溶液使两电极间构成
电容式湿度传感器是
底板
一个电容器。
电极
高分子薄膜
将高分子薄膜2连接
电极4。水分子可通 过电极两端被高分子
过滤网
薄膜2吸附或释放。
随着水分子吸附或释
支架
放，高分子薄膜2的
引线
介电系数（电容）将 发生相应的变化。
所以只要测定介电系
因此，可以将具有这些特性的物质或者元件做成传感器， 将空气相对湿度的测量转换为对传感器的电阻或者电容量 的测量——吸湿法湿度测量。
传感器：氯化锂电阻湿度传感器、高分子湿度传感器、金 属氧化物陶瓷湿度传感器、金属氧化物膜湿度传感器。
湿度传感器在出厂之前，都要采用标准湿度发生器进行标 定，准确度可以达到2%-3%RH。
两者之间的不平衡信号经过平衡放大器9放大之后，自动调节10输入 半导体热电制冷器8的直流电流值，其制冷量随之变化。
当温度降至露点温度时，露点镜6的镜面开始结露，测得露点温度。
1
-42.1
光电桥路
5
23
64
87
9
被测气 体流向
10
14
4.2.2 光电式露点湿度计
特点： 露点温度测量范围为-40~100℃，测量误差为±0.05℃。 最低的露点湿度能够测量到1%-2%的相对湿度。 测量精度高，且可以测量高压、低温、低湿气体的相对湿度。 但是，采样气体不得含有烟尘、油脂等污染物。
15、一年之计，莫如树谷；十年之计 ，莫如 树木； 终身之 计，莫 如树人 。202 1年7月 上午2 时28分 21.7.1 002:2 8July 10, 2021
16、提出一个问题往往比解决一个更 重要。 因为解 决问题 也许仅 是一个 数学上 或实验 上的技 能而已 ，而提 出新的 问题， 却需要 有创造 性的想 像力， 而且标 志着科 学的真 正进步 。202 1年7月 10日 星期六2 时28分 29秒0 2:28: 2910
导电回路。
随着空气相对湿度的变化，氯化锂溶液的吸湿量产生变化。所 以，两个电极之间的电阻值反映了空气相对湿度的变化。
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4.3.1 氯化锂电阻湿度传感器
两个电极之间的电阻值如何测量？——交流电桥。
通过电桥将传感器电阻信号RΦ转变为交流电压信号u(Φ)。 电压u(Φ)再经放大、检波电路，变成与相对湿度成一定函数
测得干球温度t1、湿球温度 ts；
湿球温度代表绝热饱和温度。
干球温度计 湿球温度计
脱脂棉纱布 水杯
3
4.1 干湿球湿度计
利用公式计算Φ（焓差计算公式）。
在t-d图中确定相对湿度（等焓线、等湿线）。
从“通风干湿表用相对湿度表”中查出相对湿度Φ。
h
t
Pn
Pb
Φ1
Φ=100%
t1
tS
h
tL
d1
测量原理：利用光电原理直接测量气体的露点温度。
1
-42.1
光电桥路
5
23
64
87
9
被测气 体流向
10
核心：一个可以自动调节温度、能够反射光的金属露点镜6以 及光学系统。
13
4.2.2 光电式露点湿度计
测量过程：
被测气流通过中间通道与露点镜6相接触。来自光源4的斜射光束经过 露点镜6反射后，大部分射向反射光敏电阻2，小部分被散射光敏电阻 3所吸收。二者通过光电桥路5进行比较。
转换器 4~20mA、DC
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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。
第四章 湿度测量
空气的湿度（相对湿度）高低会影响人的舒适感。 相对湿度Relative Humidity：空气中所含水蒸气量（水
蒸气分压）与相同情况下饱和水蒸气量（饱和水蒸气分 压）的百分比。
Pn 100%
Pb
——Pn：水蒸气分压。Pb：相同情况下饱和水蒸气的分压。 在暖通空调领域，常用的湿度测量方法主要有：干湿球
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。 21.7. 1021.7 .1002 :28:2 902:2 8:29J uly 10, 2021
14、谁要是自己还没有发展培养和教 育好， 他就不 能发展 培养和 教育别 人。20 21年7 月10 日星期 六上午2 时28分 29秒0 2:28: 2921. 7.10
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4.2 露点湿度计
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。
h
t
Pn
Pb
Φ1
Φ=100%
t1
tS
h
tL
d 10
4.2 露点湿度计
基本原理：先测定露点温度tl，根据tl确定对应于tl的饱和 水蒸气压力Pl。
Pl 100%
Pb
——Pn：水蒸气分压。Pb：相同情况下饱和水蒸气的分压。
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。
5、You have to believe in yourself. That's the secret of success. ----Charles Chaplin人必须相信自己，这是成功的秘诀。-Thursday, June 17, 2021June 21Thursday, June 17, 20216/17/2021
为了提高湿敏电阻的抗污染能力，还 在湿敏电阻表面涂覆一层多孔性的保 护膜。
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DWS－P型氯化锂电阻湿度传感器
优点：有较高的精度、响应迅速。特别 适合空调系统使用。
缺点：有结露时易失效。长期稳定性和 使用寿命不如干湿球湿度传感器。
最高使用温度55℃，否则氯化锂溶液将 蒸发。
使用环境要求空气清洁、无粉尘、纤维 等。否则使用时间一长，传感器会老化、 精度下降。一般情况下，生产厂商会表 明1次标定的有效使用时间为1年或2年。
6
4.1.2 电动通风干湿球温度计
带有数字显示的电动通风 干湿球温度计：
采用铂电阻温度传感 器（或其它电阻温度 传感器）。
温度计上装有微型风 机，造成不小于 2.5m/s的风速。
1-风机 2-铂电阻温度传感器 3-脱脂棉纱布 4-水杯 5-导线
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9、要学生做的事，教职员躬亲共做 ；要学 生学的 知识， 教职员 躬亲共 学；要 学生守 的规则 ，教职 员躬亲 共守。2 1.7.10 21.7. 10Sat urday, July 10, 2021
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
镀镍黄铜盒
使得乙醚得到较快速度的蒸发。
橡皮鼓气球
当乙醚蒸发时，即吸收了乙醚自 身热量使得温度降低。
当空气中水蒸气开始在镀镍黄铜 盒3外表面凝结时，插入其中的温 度计读数就是空气的露点。
缺点：不易测准，误差较大。
1-干球温度计 2-露点温度计
3-镀镍黄铜盒 4-橡皮鼓气球
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4.2.2 光电式露点湿度计
4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19
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多片组合传感器
每一个氯化锂传感器的测量范围较窄（一般为15%-20%RH）， 测量时应该按照测量范围要求，选用响应的量程。
为了扩大测量范围，可以使用多片组合传感器。
r
r
r
r
A
RAB=f()
B
R4
R3
R2
R1
75~95% 55~75% 35~55% 15~35%
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4.3.2 高分子湿度传感器——电容式
4.1.2 电动通风干湿球温度计
数显电动通风干湿球湿度计的原理框图：
干湿球 干球温度计 温度计
湿球温度计
温度 测量
湿度值 计算
温湿度值显 示、报警及
远传
特点： 增加了温度测量、湿度值计算和温湿度显示功能。 有些还增加了缺水报警及数据远传等功能。 测量精度大大提高，温度测量误差±0.08%，相对湿度 测量误差不大于2%RH。
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。
关系的直流电压U(Φ) ，再经电压——电流转换器，转换成 与相对湿度成线性关系的4～20mA、DC信号。
为了消除环境温度的影响，采取了温度补偿措施。
R
u( ) 测
U( ) 放大、检波
电压-电流 I( ) 转换器 4~20mA、DC
量
R
电 桥
合成、放大
电压-电流 I(ф )
u(ф )
检波
U( ф )