第五章湿度传感器

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基本概念
5、相对湿度（Relative humidity）
6、露点与霜点（Dew Point and Frost Point） 湿空气在气压不变条件下使其所含水蒸汽达 到饱和状态时所必须冷却到的温度称为露点温度 或露点。若露点温度低于0℃，水汽实际将凝结 成霜， 称为霜点温度或霜点。
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典型的电子式湿度传感器（一）
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Baidu Nhomakorabea
Honeywell公司HIH4000-002湿度传感器性能指标
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典型的电子式湿度传感器（二）
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瑞士Senrison公司电容湿度传感器性能表
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基本概念 3、道尔顿部分压力定律(Daltons partial pressure law) 在常温常压下，一定体积混合气体的压力， 等于其各组成成分分别单独在相同体积内产生的 部分压力之和。 4、饱和蒸汽压（Saturation pressure of water vapor） 由饱和蒸汽产生的部分压力，称为该温度下 的饱和蒸汽压。饱和蒸汽压仅与空气的温度有关， 不受压力影响。
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天然气在线露点仪
选择露点仪的应注意的几个问题： 1、镜面污染对露点测量的影响 2、镜面降温速度和样气流速 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。这对制冷功率比较小的热 电制冷露点仪尤为明显。流速太大 还会导致露点室压力降低而流速的 改变又将影响体系的热平衡。
适用范围： 30%～100%RH
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三、干湿球式 运动速度在范围 2.5——20m/s 精度 5%——7%RH
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另一种干湿球湿度计结构 顶部装风扇，使空气流动
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四、光电露点湿度 计 铜、银光面表面 镀惰性金属，如铱、 铷、镍、金 热电制冷器 露点温度±0.2℃ 甚至更高。湿度精 度在5%RH相对湿度 以上范围时可以达 到1.5%
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湿度传感器
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基本概念 1、干空气与湿空气（Dry air and Wet air）： 通常把不包含水汽的空气称为干空气，把包 含干空气与水蒸汽的混合气体称为湿空气。 2、绝对湿度(Absolute humidity)： 绝对湿度是指单位体积的湿空气中所包含的 水蒸汽的质量，也就是空气中水蒸汽的密度。一 般用kg/m3或g/m3作单位，即一立方米湿空气中所 含水蒸汽的千克数或克数。
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一、湿度的测量方法 湿度是计量难点之一 受气压、温度影响 二、三十种测量方法 机械式---毛发湿度计 干湿球式 光电露点湿度计 电子式湿度计
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二、毛发湿度计：
毛发变化3% 现用纤维素与约 50μm的金属箔粘 合在一起，卷成螺 旋状构成
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五、电子式湿度计 1、电阻式湿度传感器 氯化铝薄膜、过氧化铝等电阻率变化。 2、电容式湿度传感器 高分子聚合物膜、氯化锂、水溶性盐、凝胶 状纤维物、炭精粉与过氧化铝混合物等作为电容 器的电介质，介电常数随相对湿度变化。
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电容式湿度传感器结构 用陶瓷基底上的聚 酯材料作为湿度敏感材 料 多孔铂层作为电极 表面覆上保护性聚 酯层防止油污、灰尘等 的污染
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露点湿度计的原理可以通过一个简单的实验来说明。 若将一个光洁的金属表面放到相对湿度低于100％的空气 中并使之冷却，当温度降到某一数值时，靠近该表面的相 对湿度达到100％，这时将有露在表面上形成。因为在这 个温度下空气中的水汽达到了饱和，冷表面附着的水膜和 空气中的水份处于动态平衡，也就是说，在单位时间内离 开和返回到表面上的水分子数相同。可以抽象叙述为：当 一定体积的湿空气在恒定的总压力下被均匀降温，直到空 气中的水汽达到饱和状态，该状态叫做露点；在冷却的过 程中，气体和水汽两者的分压力保持不变。 如果空气的温度是Ta，露生成的温度为Td，则湿空气 的相对湿度可以通过下式算出： U=[(在露点温度Td时的饱和蒸气压) /(在原来温度Ta 时的饱和蒸气压)] *100％
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六、传感器选用注意事项 1、量程：不需要全湿度范围(0-100％RH)的湿度测 量。 2、精度：不宜盲目追求“高、精、尖”。多数情况 下，±5％RH的精度就足够了。需要随时场合，再 选用±3％RH以上精度的湿度传感器。 3、时漂和温漂：有针对性的解决方法和措施。 4、其它：避免在酸性、碱性及含有机溶剂的环境中 使用，避免粉尘较大环境，空气流通，考虑供电， 信号的长线传输措施。