第四章 湿度测量.ppt

唯实惟新 至诚致志,单击此处编辑母版标题样,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,建筑环境与设备工程专业,2007,级,建筑环境测试技术,课程教案,第四章 湿度测量,Building Environment Measurement Technology,主讲：郝小礼,2010,年,10,月,在通风与空调工程中，空气的,湿度与温度,是两个相关的重要热工参数，在日常生产、生活中，它们具有非常的重要意义和严格的控制要求。,湿度控制有何应用呢？,1.,湿度控制的应用,在纺织行业的应用,：,在相对湿度增大时，纤维的,硬度和脆性,降低，,柔软性,大为改善，,不易断纱,；,静电,的存在，会妨碍纤维的拉伸、梳理、交织、卷绕过程的顺利进行。提高空气的相对湿度，可以使纤维的比电阻降低，以增加电荷散逸的速度，从而,消除静电,。,1.,湿度控制的应用,湿度对人体热舒适的影响,环境湿度过低时，体表汗液蒸发量增加，皮肤会感觉过于干燥。而湿度过大时，体表出的汗不能及时、充分地蒸发掉，积于皮肤表面，使人体不舒适感觉加大。因此，为了提高人体热舒适性，应正确控制室内相对湿度值；,1.,湿度控制的应用,在烟草行业中的应用,在制烟过程中，烟丝的破损率及质量与储存时的空气湿度有着重要的关系。储存时,空气过于干燥，则烟丝易破碎成烟沫，气味也挥发出去，烟丝质量随之降低,。通常，储丝库的温度需要维持在,18,25,之间，相对湿度要保持在,70%RH,以上,，在此环境条件下，烟丝才不易破碎，飘尘现象也较轻，烟味也较纯正。,1.,湿度控制的应用,在通信行业的应用,为避免因空气干燥引起,静电,，,烧坏电路板,，造成线路瘫痪，从而引发事故，同时保持设备的最佳运转状态，延长设备的使用寿命，通信行业动力机房环境对湿度和温度有着严格的要求；,1.,湿度控制的应用,在航空航天中的应用,在航天舱大气中，航天员呼吸、蒸发和洗涤都会造成水蒸气增加，甚至达到饱和状态。在失重情况下，水蒸气可以在任何冷表面,凝结成水珠,，且随机存在于任何部位或飘浮在大气之中，对,航天舱造成威胁,。,1.,湿度控制的应用,其他行业中的应用,受湿度影响较大的场合，还有如,计算机房、印刷车间、洁净室、手术室、实验室、半导体生产车间、博物馆、档案馆等。,1.,湿度控制的应用,2.,湿空气,大气是由,干空气,和一定量的,水蒸气,混合而成的，我们称其为,湿空气,;,常温常压下,干空气,可视为,理想气体,;,湿空气中的,水蒸汽,一般处于过热状态，且含量很少，也可近似看作,理想气体,;,P,g,V=m,g,R,g,T,或,P,g,v,g,=R,g,T,P,n,V=m,n,R,n,T,或,P,n,v,n,=R,n,T,2.1,湿度的表示方法,1.,绝对湿度,绝对湿度定义为每立方米湿空气中所含水蒸气的质量，即湿空气中的,水蒸气密度,（单位是克,/,米,3,）。,绝对湿度只能说明湿空气中实际所含水蒸气的质量，而,不能说明湿空气干燥或潮湿的程度及吸湿能力的大小,。,2.1,湿度的表示方法,2.,相对湿度,相对湿度就是空气中水蒸气分压力,P,n,与,同温度下,饱和水蒸气分压力,P,b,之比值。,相对湿度表征湿空气中水蒸气接近饱和的程度。,值小，说明湿空气饱和程度小，吸收水蒸气的能力强；,值大则说明湿空气饱和程度大，吸收水蒸气的能力弱。,2.1,湿度的表示方法,3.,含湿量,含湿量就是湿空气中，,每千克干空气所含有的水蒸气的质量,。,2.2,湿度测量方法,湿度测量方法,干湿球法,露点法,吸湿法,原理：,干湿球温差效应,潮湿物体表面因为水分蒸发而得到冷却，冷却的程度取决于周围空气的相对温度，大气压力,B,和风速,v,。如果大气压力,B,和风速,v,保持不变，,空气的相对湿度越高，水分蒸发得就越少,，因此，潮湿物体的表面温度（,湿球温度,）与周围环境空气温度（,干球温度,）之,差就越小,，反之，,当相对湿度越低，水分蒸发量越大，干、湿球温度差就越大,。因此，,只要知道干、湿球温度就可以查表知道相对湿度,。,3.,干湿球湿度计的测量原理,3.1,热力学湿球温度与湿球温度,干球温度计,湿球温度计,干湿球温差效应,棉纱,干球温度计,湿球温度计,刻度盘,纱布,水槽,3.2,通风干湿球湿度计,机械型,电动型,为了能自动显示空气的相对湿度和远距离传送湿度信号，采用电动干湿球温度计。它的干湿球温度计是用金属电阻（镍电阻）代替膨胀式温度计，并设置一个微型轴流风机，以便在热电阻周围造成,2.5m/s,的风速，提高测量精度。,3.3,电动干湿球湿度计,air in,air out,干球热电阻,湿球,热电阻,基本原理：先测定露点温度,l,，然后确定对应于,l,的饱和水蒸气压力,P,l,。,显然，,P,l,即为被测空气的水蒸气分压力,P,n,。,4.,露点湿度计工作原理,P,l,P,n,P,等湿冷却,l,P,n,等湿冷却,4.1,露点湿度计,充满乙醚溶液,乙醚,黄铜盒,气球,空气,干球温度计,露点温度计,主要缺点：,当冷却表面上出现露珠的瞬间，需立即测定表面温度，但一般不易测准，而容易造成较大的测量误差。,光电式露点湿度计是使用光电原理直接测量,气体露点温度的一种电测法湿度计。其测量准确,度高，可靠性强，使用范围广，尤其适用于低温,状态。,4.2,光电露点湿度计,5.,毛发湿度计,头发经过脱脂处理后，其长度可随周围空气湿度变化而伸长或缩短。利用这个特性制作的毛发湿度计有指示型和记录型两种。,基本原理,：某些盐类放在空气中，其含湿量与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。因此可以通过这种传感器将空气相对湿度转换为其电阻值的测量。这种方法称为吸湿法湿度测量。,6.,氯化锂电阻式湿度传感器,6.,氯化锂电阻式湿度传感器,氯化锂,是一种在大气中不分解、不挥发，也不变质而具有稳定的离子型无机盐类。其吸湿量与空气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,。,当氯化锂溶液吸收水气后，使导电的离子数增加，因此导致电阻的降低；反之，则使电阻增加,。氯化锂电阻湿度传感器就是根据这一原理工作的。,6.1,氯化锂湿度传感器的结构,塑料板,端子,电极,氯化锂溶液,梳状,引线,插座,电极,氯化锂溶液,柱状,6.2,组合式氯化锂湿度传感器,氯化锂传感器的,测湿范围与所涂氯化锂浓度及其它成分有关,。采用某一浓度制作的元件在其有效的感湿范围内，其电阻值随周围空气相对湿度的变化符合指数关系。,当湿度低于其有效的感湿范围时，其阻值迅速增加，趋于无限大；而当高于该范围时，其阻值变得非常小，乃至趋于零,。,每一传感器的测量范围较窄，故应按照测量范围的要求，选用相应的量程。为扩大测量范围，可采用,多片组合传感器,。,6.2,组合式氯化锂湿度传感器,R,1,R,2,R,3,R,4,r,r,r,r,A,B,R,AB,=,f,(,),7595%,5575%,3555%,1535%,6.3,氯化锂湿度变送器,温、湿度变送器输出标准信号，便于远距离传送、记录和调节，测量和调节精度高，常用于高精度的温、湿度测量和调节系统。,6.4,氯化锂湿度传感器使用注意事项,需要采用,交流电源,测电阻，,不能采用直流电源,测电阻,最高使用温度不能超过,55,应保持,空气清洁，无粉尘,6.5,氯化锂露点湿度计,测量原理,T,L,P,B,T,B,P,C,T,C,=,=,关键是如何找到与,被测空气（,A,）,水蒸气分压力,相平衡,的氯化锂饱和水蒸气分压力,点（,C,）,结构,铂电阻,氯化锂溶液,电源,工作原理：,该传感器是一个电容器，用高分子薄膜做电容的介电质，电极是很薄的金属微孔蒸发膜，水分子可通过两端的电极被高分子薄膜吸附或释放。随着水分子被吸附或释放，高分子薄膜的介电系数将发生相应的变化，因而导致电容的变化。因为介电系数随空气的相对湿度变化而变化，所以只要测定电容值就可测得相对湿度。,7.,高分子膜电容式湿度传感器,薄金属,高分子薄膜,接线,接线,8.,湿度计的校检,双温法,只要测量,Ts,和,Tc,，就可确定试验腔内的相对湿度；,饱和腔,试验腔,创造一个恒定相对湿度空间,8.1,湿度计校检设备,饱和器,测试腔,加热装置,制冷装置,本章复习思考题,1,）简述绝对湿度、相对湿度、含湿量的含义。,2,）解释干、湿球法测量湿度的原理。,3,）为什么干、湿球电信号湿度计要加轴流风机？,4,）什么是露点温度？露点温度法测量湿度的原理是什么？,5,）解释光电露点湿度计的原理。,6,）氯化锂电阻湿度传感器的湿度测量原理。,7,）为什么氯化锂湿度传感器测量湿度时需要采用交流电，而不采用直流电？,