第四章 湿度测量
精选3第四章仓库的温湿度管理
（5）当库外相对湿度高于库内，虽库外温度低于库内，亦不能通风，否则会带进潮气。 2．密封防潮 3．吸湿降潮 中药保管要求库内相对湿度以75％以下为宜。相对湿度大于75%时，应调节与控制，主要措施：一是减少湿气来源，二排除库内湿度。大多采用密封、通风与吸潮相结合等方法，对库内相对湿度进行调节和控制。（二）升湿措施 一些对湿度特别敏感的药品还须密闭保湿，使内装药物与外界空气隔绝。
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பைடு நூலகம்
3.库内温度变化无论日变化或年变化，多与库外气温变化相近，一般稍落后于库外，变化幅度也较小。夜间温度高于库外，白天温度低于库外。同时，库内温度变化还与库房座落方向、建筑条件、库房部位及贮品性质等因素有关；即与库房周围空旷与否、同一库房的不同层次、向阳或背向阳、垛顶或垛底、库内四角或较通风部位；库内储存中药种类、性质及堆垛垛型等有关。
(2)年变化 即一年中气温的变化规律。其气温最高的月份在内陆多为7月，沿海则为8月；最低的在内陆多在1月，沿海则在2月；平均气温则处在4月底及10月底。2．非周期性变化为不正常的偶然性变化，没有固定时间和周期规律，如寒流、暖流、霜冻、风、雪、雾、雨等，往往造成气温的突然变化，给中药储存与养护增加难度及意外损失。
一、温度的控制与调节其措施如下： （一）降温措施 1．空调降温 2．通风降温 3．库房遮光降温 4．加冰降温 5．地下室或地窖 6．冷藏库和电冰箱
第三节 仓库温湿度的控制与调节
中药仓库内温度控制要求达到冷藏温度(8℃以下)及凉爽温度(15℃以下)两种程度。冷藏宜以压缩式制冷机制冷，由隔热房保持低温，自动调温控制。多采用空气调节式，经通风槽将冷气送入库内，用于细贵及易霉蛀中药安全渡夏。如需杀灭仓虫，则应置于-10℃以下的冷冻间。此外，还可采用天然冰或人造冰降温、通风降温、凉棚降温，以及利用防空洞、地下室冷气降温。但应防止库内湿度增大。
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。
湿度的测量
干湿表系数A 2、干湿表系数A值的特性
一、影响A值的因子 影响A 利用干湿表方程计算湿度的主要问题是确定干湿表 系数A值。从A值的定义可知，热扩散系数h和水汽扩散 系数A 值的定义可知，热扩散系数h 系数k是通风速度的函数，所以， 值必然与风速有关。 系数k是通风速度的函数，所以，A值必然与风速有关。 即 h (v ), k (v ) ⇒ A (v ) （1）N.Sworykin：A与风速的关系 N.Sworykin： A = 5.931×10−4 + 1.35 ×10−4 / v + 4.80 ×10−5 / v A = 6.403 ×10−4 + 4.3 ×10−5 / v + 5.15 ×10−5 / v
Td− + Td+ Td = 2
影响露点仪测湿精度的因子： 影响露点仪测湿精度的因子：
凯尔文效应： 1、凯尔文效应： sw.r； 弯曲水面饱和水汽压esw.r；纯水平面饱和水汽压esw
e sw . r 2σ kT ln = ν e sw r
(3.25)
式中K为波尔兹曼常数； σ 为水表面张力系数；ν为水分子容积；r为 为水表面张力系数； 为水分子容积； 式中K为波尔兹曼常数； 露滴的曲率半径。 露滴的曲率半径。 •在同温、同压下，弯曲水面饱和水汽压与平面饱和水汽压的关系为： 在同温、同压下，弯曲水面饱和水汽压与平面饱和水汽压的关系为：
(3.12)
6.相对湿度 6.相对湿度 压力为P 温度为T的湿空气， 压力为P、温度为T的湿空气，其水汽压 ′ 的比值的百分数。 水汽压 esw 的比值的百分数。
e′与水面饱和
Uw
100 e′ = ( ) P ,T 1 0 0 e sw
(3.15)
湿度测量原理
湿度测量原理湿度是指空气中水汽含量的多少，通常以相对湿度来表示，是空气中水汽含量与该温度下最大可能含量的比值。
湿度的测量在许多领域都具有重要的意义，比如在气象学、农业、工业生产等方面。
本文将介绍湿度测量的原理及其常见的测量方法。
首先，我们来了解一下湿度测量的原理。
湿度的测量原理主要包括干湿球法、电容式法、电阻式法和红外线法等。
其中，干湿球法是利用湿度对干湿球温度差的影响来测定相对湿度的一种方法。
电容式法则是利用介电常数与相对湿度之间的关系来测量湿度。
电阻式法是通过湿度对一些湿度敏感材料电阻的影响来实现湿度的测量。
而红外线法则是通过测量水蒸气对红外线的吸收来实现湿度的测量。
在实际应用中，常见的湿度测量方法包括湿度传感器、潮湿球法和化学法等。
湿度传感器是目前应用最为广泛的一种测量方法，它可以通过测量介电常数、电阻或红外线的方式来实现湿度的测量。
潮湿球法则是通过将一个湿度传感器与一个干湿球传感器放在一起，通过测量它们之间的温度差来计算相对湿度。
而化学法则是通过一些化学试剂对水蒸气的吸收来实现湿度的测量。
需要注意的是，在进行湿度测量时，应当考虑到环境的影响，比如温度、压力等因素。
此外，不同的测量方法具有不同的精度和适用范围，因此在选择测量方法时，需要根据具体的应用场景来进行选择。
总的来说，湿度的测量原理涉及到物理、化学等多个领域的知识，不同的测量方法有着各自的特点和适用范围。
在实际应用中，需要根据具体的情况来选择合适的测量方法，并考虑到环境因素对测量结果的影响。
希望本文能够为大家对湿度测量原理有所了解，并在实际应用中起到一定的帮助。
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。
第四部分湿度测量
第四节 高分子湿度传感器
一．高分子电容式湿度传感器
C S / d
根据电容公式可知，在 电容两个极板旳面积和 间距不变旳情况下，当 介电常数发生变化时将 引起电容值旳变化。
一．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。
一．高分子电容式湿度传感器
1．一般干湿球温度计
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，要求温度计旳球 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。
Tw Ts
通风干湿球温度计（阿斯曼）
环境温度对输出影响较大，所以要进行温度补偿。
最高使用温度55℃，当不小于55℃，氯化锂溶液 轻易蒸发。
扩大氯化锂湿度计旳测量范围
r
r
r
r
A
RAB=f()
B
R4
R3
R2
R1
75~95% 55~75% 35~55% 15~35%
扩大氯化锂湿度计旳测量范围
电阻(K )
(%) 15 35 55 75 95
二．高分子电阻式湿度传感器
使用高分子固体电解质 材料制作感湿膜，当相 对湿度大时，膜中旳可 移动离子浓度增大，电 阻降低，当相对湿度降 低时，膜中旳可运动离 子浓度降低，电阻阻值 增大。这么可经过电极 间旳电阻值旳变化测量 相对湿度。
二．高分子电阻式湿度传感器
HPR-MQ-M52R
（M52R）是一款环境 保护型旳高分子湿度传 感器。在空调、加湿器、 除湿机等民用家电产品 中得到了广泛旳应用。
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
湿度的测量原理及使用方法
湿度的测量原理及使用方法湿度测量的基本概念在工农业生产、气象、环保、国防、科研、航天等部门，经常需要对环境湿度进行测量及控制。
对环境温、湿度的控制以及对工业材料水份值的监测与分析都已成为比较普遍的技术条件之一,但在常规的环境参数中，湿度是最难准确测量的一个参数。
这是因为测量湿度要比测量温度复杂得多，温度是个独立的被测量，而湿度却受其他因素(大气压强、温度)的影响。
此外，湿度的校准也是一个难题。
国外生产的湿度标定设备价格十分昂贵。
一、湿度定义在计量法中规定,湿度定义为"物象状态的量"。
日常生活中所指的湿度为相对湿度，用RH%表示。
总言之，即气体中(通常为空气中)所含水蒸气量(水蒸气压)与其空气相同情况下饱和水蒸气量(饱和水蒸气压)的百分比。
湿度很久以前就与生活存在着密切的关系,但用数量来进行表示较为困难。
对湿度的表示方法有绝对湿度、相对湿度、露点、湿气与干气的比值（重量或体积）等等。
二、湿度测量方法湿度测量从原理上划分有二、三十种之多。
但湿度测量始终是世界计量领域中著名的难题之一。
一个看似简单的量值，深究起来，涉及相当复杂的物理-化学理论分析和计算，初涉者可能会忽略在湿度测量中必需注意的许多因素，因而影响传感器的合理使用。
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，干湿球法和电子式传感器法。
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，却因设备复杂，昂贵，运作费时费工，主要作为标准计量之用，其测量精度可达±2%RH以上。
②静态法中的饱和盐法，是温湿度计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，低湿点要求更长。
特别在室内湿度和瓶内湿度差值较大时，每次开启都需要平衡6~8小时。
4湿度测量
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
精度2~5%rh
低于80℃
阿斯曼使用注意事项
1. 干湿球法如何实现电测？ 2. 干湿球法能否测量温度在0℃ 以下 的空气的湿度？ 3. 右图测量湿球温度行吗？为什么？ 4. 用酒精代替蒸馏水，干湿球法测量 的“湿球”温度比真实 温度高还是 低？
氯化锂电阻湿度计
属于吸湿法测量， 根据氯化锂的吸湿 特性和氯化锂吸湿 后电阻变化特性。 一．传感器
感湿膜
形式：
梳状、柱状。
R
梳状
柱状
氯化锂是典型的离子晶 体。实践证明，其溶液 中的离子导电能力与浓 度成正比。氯化锂湿敏 元件的电阻值 — 湿度 特性如上图 (b) 所示。 由图可知，在 50 ％～ 80 ％相对湿度范围内，电 阻与湿度的变化成线性 关系。 为了扩大湿度测量的线性范围，可以采用几支浸 渍不同浓度氯化锂的湿敏元件组合使用。氯化锂 湿敏元件的检湿优点是滞后小，不受测试环境风 速影响，检测精度高达±5%。缺点是耐热性差， 不能用于露点以下测量。若用作露点检测，湿敏 元件必须3个月左右清洗1次和涂敷(浸渍)氯化锂， 故维护麻烦。
第四章 湿度测量
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。
湿度控制有 何应用呢？
主要授课内容 湿度的表示方法 湿度的测量方法 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 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
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。
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
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
湿度测量原理与公式
湿度测量原理与公式1. 湿度的定义湿度是指空气中水蒸气的含量，通常以相对湿度的形式表示。
相对湿度是指在一定温度下，空气中所含水蒸气的实际含量与该温度下空气中水蒸气的最大可能含量之比。
2. 湿度测量原理湿度的测量原理基于空气中水蒸气的物理性质和现象。
常见的湿度测量原理主要有以下几种：2.1 干湿球温度差法干湿球温度差法是一种常用的湿度测量方法。
该方法利用了水的蒸发过程中释放热量的特性，通过测量干湿球的温度差来计算相对湿度。
2.2 电阻式湿度传感器电阻式湿度传感器利用了一种特殊的电阻材料，在不同湿度条件下电阻值发生变化的原理。
通过测量电阻值的变化，可以计算出相对湿度的值。
2.3 电容式湿度传感器电容式湿度传感器利用了空气中水分对电的影响来测量湿度。
当水分增加时，电的电容值会发生变化，通过测量电容值的变化可以得到相对湿度的值。
2.4 光学湿度传感器光学湿度传感器通过测量空气中湿度对光的折射率的影响来测量湿度。
湿度越高，光的折射率越大，通过测量折射率的变化可以得到相对湿度的值。
3. 湿度测量公式不同湿度测量方法对应的公式略有不同，以下是其中几种常见的湿度测量公式：3.1 相对湿度公式相对湿度的公式为：$$RH = \frac{PV}{P_{sat}} \times 100\%$$其中，$RH$代表相对湿度，$PV$代表实际水蒸气压力，$P_{sat}$代表该温度下水蒸气的饱和蒸汽压力。
3.2 白球温度公式白球温度的公式为：$$WBGT = 0.7 \times T_n + 0.3 \times T_w$$其中，$WBGT$代表白球温度，$T_n$代表干球温度，$T_w$代表湿球温度。
4. 总结湿度的测量原理和公式可根据具体的测量方法进行选择和应用。
干湿球温度差法、电阻式湿度传感器、电容式湿度传感器和光学湿度传感器是常见的湿度测量方法，它们对应的公式也有所不同。
根据实际需求选择合适的方法和公式进行湿度测量。
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.
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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；
B—大气压力；
A—与风速有关的系数。
f ( w , s , v, B)
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d，单 位g/kg
m P Vnn RwTw P 287 m P P 287 P 287 SS n nV nn n d d 1000 1000 1000 1000 1000 1000 66 d 1000 6 m R P 461 m RnnT Tnn PwVw P 461 P ww w w w 461
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。
二．高分子电阻式湿度传感器
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。 这样可通过电极间的 电阻值的变化测量相 对湿度。
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
清华同方RHlog温湿度自记仪
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
• 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 水蒸气分压力Pn。
PL 100% Pb
1．露点湿度计
• 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 下的饱和蒸气压力和 干球温度下的饱和蒸 气压力。 • 缺点：露点温度不易 测准。
二．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。
第四节 高分子湿度传感器
一．高分子电容式湿度传感器
C S / d
根据电容公式可知， 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。
扩大氯化锂湿度计的测量范围
A r r r r
RAB=f()
B
R4 R3 R2 R1
75~95% 55~75% 35~55% 15~35%
(%)
15 35 55 75
95
RAB(K) 80 70 52 32.3 12.35
80
电阻(K )
60 40 20 0 0 20 40 60 80 100 相对湿度(%RH )
第五节 金属氧化物湿度传感器
一．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，造成其电阻值 的改变。 主要有 MgCr2O4-TiO2 陶瓷湿度传感 器、NiO陶瓷 湿度传感器。
二．金属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。
第二节 干湿球与露点法湿度检测
一．干湿球法湿度测量
Pn 100% Pb
Pb.s A(w s ) B Pb
•测得干球温度和湿球温度可计算相对湿度。 •适用范围：大于0℃，测量误差1～2%。
2．电动干湿球温度计
• 将湿信号转换成 电信号，有利于 远传。 • 构造：轴流风机、 镍电阻、湿球纱 布、盛水杯、测 量桥路。
2．光电式露点湿度计
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系统；采样气体需洁净。
第三节 氯化锂电阻湿度计
属于吸湿法测量， 根据氯化锂的吸湿 特性和氯化锂吸湿 后电阻变化特性。 一．传感器 形式： 梳状、柱状。
R 感湿膜
梳状
柱状
注意：
为了避免氯化锂溶液发生电解，电极两 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%。 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。
<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。
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。