應(yīng)用案例 | 相對濕度與絕對濕度——關(guān)于濕度測量的實用知識

許多工序和進程只有在保證一定濕度的情況下才能成功。許多工序需要濕度測量。例如，在干燥的油漆車間，甚至在室內(nèi)空氣中，都需要檢測濕度。

與溫度一樣，濕度也是一個重要的過程變量。例如，環(huán)境的相對濕度對我們的體感舒適程度和健康狀態(tài)都有很大影響。此外，正確調(diào)整濕度有助于降低大量的能源消耗。有些應(yīng)用場合對濕度測量要求較高，這樣的應(yīng)用場合會一直存在。當空氣中的水蒸氣含量能夠引發(fā)或影響某些化學(xué)、物理或生物進程時，對空氣濕度的連續(xù)監(jiān)測則變得非常重要。

空氣的組成

除了少量的氖、氦、氪和氙之外，潔凈干燥的空氣還包括以下物質(zhì)：78.10%的氮氣、20.93%的氧氣、0.93%的氬氣、0.03%的二氧化碳和0.01%的氫氣。除這些成分外，環(huán)境和外部空氣還含有大量氣態(tài)和固態(tài)物質(zhì)以及一定量的水蒸氣形式的水分。因此，空氣是由不同氣體和水蒸氣組成的混合物。

相對濕度和最重要的衍生變量

相對濕度

空氣吸收濕度的能力隨著溫度的升高而增強。濕度水平總是通過測量相對濕度來確定的，相對濕度描述空氣中當前的濕度與可能的最大濕度的比值。所有其他的測量都是由測量探頭從相對濕度和溫度中得出的。

露點溫度

非常低的濕度含量由露點溫度表示。這是空氣中形成冷凝的溫度。

絕對濕度

絕對濕度描述了一立方米空氣中所含水的克數(shù)。它受過程壓力變化的影響。

混合比例

在干燥過程中計算混合比。它與溫度和壓力無關(guān)，描述了水蒸氣質(zhì)量與干氣質(zhì)量的關(guān)系。除了溫度，濕度測量探頭還必須取得過程壓力的信息。

測量方法

電容式濕度測量方法

電容式溫濕度傳感器測量

電容式濕度測量探頭，用于計算相對濕度和衍生變量，使用智能可更換探頭。在該類型系列中，探頭是可插拔和可更換的。它們用于各種領(lǐng)域，例如氣候測量技術(shù)、制藥行業(yè)、溫室以及潔凈室、儲藏室和冷藏室。

在大多數(shù)情況下，采用電容式濕度測量方法來測量濕度等級。這種傳感器技術(shù)主要包括一個電容器，其電介質(zhì)根據(jù)環(huán)境空氣的濕度吸收或釋放。濕度會影響聚合物材料的介電常數(shù)，進而影響電容器的電容。下游電子器件使用該測量出的電容以較高的精度計算相對濕度。這一原則適用于大多數(shù)應(yīng)用工況。但是，在高濕環(huán)境只能使用特殊的設(shè)備。在這些設(shè)備中，傳感器蓋下方的區(qū)域被加熱，降低了相對濕度，從而實現(xiàn)可靠的測量。在被污染的介質(zhì)中，使用燒結(jié)過濾器抵擋污垢顆粒的進入，保護敏感的傳感器元件。

濕度計濕度測量方法

濕度傳感器測量

濕度計濕度測量探頭用于計算相對濕度。適用于空調(diào)行業(yè)和工業(yè)中的濕度測量。傳感元件對水的高電阻是一個有利的特性，它允許設(shè)備在高濕環(huán)境下永久使用，直至飽和。

在濕度較高或空氣受到污染的工況下，濕度計測濕法可以提供正確的解決方案。該方法屬長度變化式，即所含纖維元件能隨空氣濕度的變化而改變其長度。通過特殊的傳輸系統(tǒng)將長度的變化傳送到指示器或電位器。系統(tǒng)只計算相對濕度，沒有衍生變量。該測量技術(shù)不需要電壓電源，適用于具有成本效益的濕度調(diào)節(jié)器安裝。使用的溫度范圍為-40 ~ +80°C，濕度范圍為35 ~ 100% RH。

干濕球濕度測量法

干濕球濕度測量

濕度計，用于計算干球溫度和濕度差。用于溶劑型和腐蝕性氣體；還可以在肉類加工和奶酪行業(yè)進行連續(xù)測量。

在污染或腐蝕性空氣中，可以在5 - 95°C的溫度范圍內(nèi)使用干濕法測量濕度。在干濕法測量中，溫度計直接暴露在環(huán)境空氣中，測量干球溫度。另一個溫度計由浸在水中的吸芯包圍，用于測量濕球溫度。在濕度探頭處，由于蒸發(fā)而吸熱，并出現(xiàn)較低的平衡溫度。這兩種溫度之間的差異稱為濕度差異——空氣越干燥，差異越大。2個RTD溫度探頭連接到一個評估單元，該評估單元根據(jù)干球溫度和干濕測量差來計算相對濕度。這種測量技術(shù)非常穩(wěn)健，可在中低測量范圍內(nèi)提供良好的測量精度。然而，在幾乎沒有任何冷卻發(fā)生的高濕環(huán)境下，它是不準確的。安裝工作相對復(fù)雜，通常需要風(fēng)扇來產(chǎn)生相應(yīng)的氣流。此外，系統(tǒng)需要維護。例如，需要監(jiān)測水位并更換吸水芯。

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