湿度传感器

湿空气动力学（PSYCHROMETRICS ）

研究潮湿空气的热力特性，而术语—湿气（Humidity ）只是指空气或其他所载气体中湿气。

湿空气动力学研究水汽与干燥空气的混合，但多数情况下也

可适用水汽与其他载气的混合，因为水汽热动力特性与载气无关。另外，空气的成分相对稳定，干燥的空气可被认为分子量28.9645均匀气体，水的分子量为18.01528。

部分压力（PARTIAL PRESSURE ）

根据气体定律，混合气体的总压力是各组成气体部分压力总和。而且组成气体的体积比等于他们的部分压力比，例如：大气压力等于干燥空气和水汽部分压力总和。(Patm=P=Pa+Pw)

水汽压力（WATER VAPOR PRESSURE ）

当空气和水汽的混合体与液态水或冰平衡时，可被看做达到饱和（RH=100%）。在-100℃~0℃温度范围内，水汽相对于冰饱和的压力又以下公式给出：

In(Pws)=C 1/T+C 2+C 3T+C 4T 2+C 5T 3+C 6T 4=C 7In(T)C 1=-1.0214165E+04C 2=-4.8932428F+00C 3=-5.3765794E-03C 4=1.9202377E-07

在0℃~200℃温度范围内相对液态水的饱和压力由以下公式

给出：

In(Pws)=C 8/T+C 9+C 10T+C 11T 2+C 12T 3+C 13In(T)C 8=-1.0440397E+04

C 9=-1.1294650E+01C 10=-2.7022355E-02

在以上两个公式中，Pws=饱和压力， psia T=绝对温度， ˚R=˚F +459.67附录5 湿空气动力学（PSYCHROMETRICS

&

湿度（MOISTURE ）

湿度测量（MOISTURE ）

包括不同的术语和单位，湿度的术语和单位都属于湿空气动力学－研究水汽在空气的聚集与压力和湿度的关系，选择不同的湿度术语要根据实际的运用，如：

露点和结霜点经常被用在空气的干燥比较重要的场合，例如避免湿气在低处理温度由气体状态的冷凝。露点还通常被用在指示高温处理过程中水汽的含量，例如工业干燥。

混合比率、体积含量、和特殊湿度被经常用于当水气被认为是生产过程处理中混合气体的杂质或特殊成分时，混合比率也用于工业干燥场合象露点温度一样。

相对湿度经常被用HVAC 场合，湿度直接影响人体的舒适度和室内空气的质量。相对湿度也是过程控制人员所要考虑的－低的相对湿度会引起物体发脆和静电问题，同时，高的相对湿度会使物体膨胀和结块而不管温度多少。

术语绝对湿度（水汽凝结）混合比率

相对温度

露点体积比率质量比率PPM 体积PPM 重量湿度表干湿球表

单位g/ft 3g/m 3b/lb,g/lb kg/kg,g/kg

%

˚F 或˚C %体积PPM 重量PPMw PPM 体积PPMv PPM 重量PPMw

温度术语、定义和单位

测量气体中湿度的仪器利用干/湿球测量气体中的湿度仪表

定义水汽质量体积水汽质量干燥空气质量实际水汽质量饱和水汽质量实际水汽压力饱和水汽压力水汽部分压力水蒸气压力

饱和温度(冷凝)水汽部分压力干燥气体部分压力与混合比率相同水汽体积x106干燥气体体积PPM V x

水的分子量

载气分子量

C 5=3.5575832E-10C 6=-9.0344688E-14C 7=4.1635019E+00

C 11=1.2890360E-05C 12=-2.4780681E-09C 13=6.5459673

如果RH 和干球温度知道，首先计算干球温度时饱和压力再乘以RH 比率得出P w （部分水汽压力）可得出露点温度。现计算：

对于32 ~ 2000˚F 内的露点:

Td=C14+C15a+C16a 2+C17a 3+C18Pw 0.1984

对于320˚F 以下的露点：

Td=90.12+26.412a +0.8927a 2

这里：

Td=露点, ˚F C 14=100.45C 16=2.319C 18=1.2063

体积比率（VOLUME RATIO ）

（也称体积混合比率，或ppmv ）是水汽体积与干燥空气体积的比率（V W /V a ）,因为混合气体的体积比率与部分压力的比率相同，因此体积比率可表示为：

VR ≡

P w

; P=P w +P a 再次因为，总压力是部分压力的总和，通过直接测量总压力或假设1个气压压力（14.696psia ）为总压力可得出干燥空气的部分压力，乘以1百万可得出ppmv 。

湿度比率（HUMIDITY RATIO ）

（也称重量混合比率，或ppmv ）是水汽重量与干燥空气比率，体积比率乘以分子量比率可得出湿度比率：

W ≡ = =0.62198

湿度比率，较通常的话，可被表示为1b/1b,g/1b,kg/kg,g/kg (7000g 为磅）

，乘以1百万即可得出ppmv ，工程师可根据湿度比率值和质量流量计上的读数计算出单位时间流过干燥通道的水汽质量。

简单公式

上述公式非常精确，但对于实时计算过分复杂，下述等式没有这么精确但适用于HVAC 中等量计算，例如：对于高于冰点的露点计算：

e=[1.0007+P ×3.46E-6]×6.1121×expo [ 17.502xT ]

对于低于冰点的露点计算：

e=[1.0003+P ×4.18E-6]×6.1115×expo

[

22.425xT

]

e >> 水汽压力mbar (1psi=68.94745mbar)

P=综合压力mbar(1 atm=1013.25mbar,14.696psia)T=温度℃(˚F =℃x1.8+32)

相对湿度（RELATIVE HUMIDITY ）

被定义为在干球温度下水汽部分与饱和水汽压力的比：

RH ≡ =P ws （T d ）为露点温度下饱和压力P ws （T ）为干球温度下饱和压力

相对湿度与温度和潮湿度有关，如果知道露点和干球温度，通过计算露点和干球饱和水汽压力，代入RH 上述算式既可得到RH 值。

露点温度（DEW POINT ）

是指给定潮湿空气样品饱和温度。当样品被冷却至露点以下，水气开始凝结。这个现象是各种冷却传感器露点仪的基础。

240.9+T

272.55+T P w P ws (T d )P ws P ws (T)

霜点（FROST POINT ）

如果测量低于水的冰点下测量一就是说如果指示的露点低于水的冰点，平衡发生在冰的压力下（小于水的压力），那么，冰点略微大于露点温度。

a=In(P w ),P w psia C 15=33.193C 17=0.17074

P a

M w 18.01528e w M w

M a 28.9645e a M a