热工测试技术-第4章.ppt

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1、第四章湿度测量§4－1湿度测量概述一、空气湿度的表示方法湿度是表示空气中水蒸气含量多少的度。常用的表示空气湿度的方法有：绝对湿度、相对湿度、含湿量。7/19/20211热工测试技术1．绝对湿度定义为：在每立方米湿空气（或其他气体），在标准状态下（0℃，760㎜Hg）所含水蒸气的重量，即湿空气中水蒸气的密度，以符号ρ表示，单位为。7/19/20212热工测试技术2.相对湿度定义为：空气中水蒸气分压力Pn与同温度下饱和水蒸气分压力Pb之比值。表示为：饱和水蒸气压力:7/19/20213热工测试技术空气中

2、水蒸气分压力：A－与风速有关的系数，其经验公式为：可见，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，即7/19/20214热工测试技术3．含湿量湿空气中，每公斤干空气所含有的水蒸气量d,g/kg。—湿空气中水蒸气的质量，kg—湿空气中干空气的质量，kg7/19/20215热工测试技术二、气体湿度测量的方法干湿球法干湿球温度计露点法露点温度计、光电式露点温度计吸湿法氯化锂电阻湿度计、高分子湿度计、金属氧化物陶瓷湿度计、金属氧化物膜湿度计7/19/20216热工测试技术§4-2干湿球与露点法湿度检测一

3、、干湿球湿度检测理论基础：根据干湿球温差效应原理进行湿度测量。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，冷却的程度取决于周围空气的相对湿度、大气压力以及风速。7/19/20217热工测试技术普通干湿球湿度计特点：水分的蒸发强度仅以据周围空气的气象条件而定。7/19/20218热工测试技术干湿球电信号传感器（1）结构特点：a、干球和湿球用两支微型套管式镍电阻代替b、增加微型轴流风机，以便镍电阻周围形成恒定风速的气流，一般为2.5m/s以上。好处：减少空气流速对测量的影响，使热湿交换速度增加，以减少仪

4、表的时间常数。7/19/20219热工测试技术（2）测量桥路7/19/202110热工测试技术三、露点法湿度测量（一）基本原理1、露点温度：被测空气冷却到水蒸气达到饱和状态并开始凝结出水分的对应温度。2、理论依据露点温度饱和水蒸气分压力被测空气的水蒸气分压力7/19/202111热工测试技术利用（二）露点温度的测定对物体进行冷却直到空气中的水蒸气在其表面开始凝集成水，在凝集水分的瞬间，其邻近空气层的温度，即为被测空气的露点温度。显然，保证露点法测量湿度精确度的关键是如何精确地测定水蒸气开始凝集的瞬间空气的温度。

5、7/19/202112热工测试技术（三）常用的形式1、露点湿度计特点：当冷却表面上出现露珠的瞬间，需立即测定表面温度，误差较大7/19/202113热工测试技术2、光电式露点湿度计（1）特点：测量准确度高，可靠性好，适用范围广，特别是低温状态采样气体中不得含有烟尘，油脂等污染物7/19/202114热工测试技术半导体热电制冷器制冷量（2）机构原理气体露点温度小于镜面温度反射反射光敏电阻气体露点温度大于镜面温度散射光敏电阻散射半导体热电制冷器制冷量当达到动态平衡时，此时的铂电阻测量值为露点温度。7/19/2021

6、15热工测试技术§4－3吸湿法湿度测量一、原理依据某些物质放置在空气中，他们的含湿量与其所在空气的相对湿度有关，而含湿量大小又引起本身电阻的变化。7/19/202116热工测试技术二、传感器（一）氯化锂电阻湿度传感器7/19/202117热工测试技术1、原理其吸湿量与空气的相对湿度成一定函数关系，随着空气相对湿度的增减变化，氯化锂吸湿量也随之变化。2、传感器形式梳状柱状：绝缘板表面附有氯化锂溶液，铂丝本身不接触，而依靠氯化锂盐溶液构成导成回路。7/19/202118热工测试技术特点：每个传感器的测量范围较窄（1

7、5％～20％RH）应采用多片组合传感器使用交流电桥测量其电阻值，防止氯化锂溶液发生电解使用温度小于55℃，大于55℃氯化锂溶液发生蒸发使用环境应保持空气清洁，无粉尘，纤维等7/19/202119热工测试技术4、变送器氯化锂溶液的阻值受环境温度的影响，采用温度补偿措施，用以抵消温度对湿度测量的影响。7/19/202120热工测试技术（二）高分子湿度传感器1、高分子电容式传感器原理：在高分子薄膜上的电极是很薄的金属微孔蒸发膜，水分可通过两端的电极被高分子薄膜吸附或释放。随着这种水分子吸附或释放，高分子薄膜的介电系数

8、将发生相应的变化。电容C相对湿度7/19/202121热工测试技术2、高分子电阻式传感器原理：使用高分子固体电解质材料制作感温膜。由于膜中的可动离子而产生导电性，随着湿度的改变，其电离作用也发生改变，使可动离子浓度增大，电极间的电阻值改变。特点：灵敏度高、线性度好，响应时间快，易小型化7/19/202122热工测试技术（二）金属氧化物陶瓷湿度传感器烧结体有微细孔，可使湿敏层吸附或释放水