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露点仪（温湿度测量仪器）的测量原理
日期：2024-05-09 20:13
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摘要：
露点仪（温湿度测量仪器）的测量原理
1. 湿度基础知识在许多物理、化学和生物学过程中，空气及其他气体中水蒸气的存在与否有着重要的影响。在很多工业领域内，湿度测量是关乎商业成本、产品质量、人身健康和**的至关重要的因素之一。目前有很多不同的湿度表达方法，也有很多不同的湿度测量技术，因而很有必要了解规范的湿度术语和定义及成熟的湿度测量技术。
1.1 什么是湿度?湿度是在空气或其他气体中存在的水蒸气。水蒸气是水的气态形式，同其他各种气体一样，是透明的。在我们周围的环境中大约有1%的气体是水蒸气。
1.3露点/霜点露点温度Td是指对气体等压制冷时，水蒸气冷凝从而形成露的温度。实际上也就是水蒸气与水达到平衡状态的温度。单位用℃或℉表示。同理，霜点温度Tf是指对气体等压制冷时，水蒸气冷凝从而形成霜的温度。实际上也就是水蒸气与冰达到平衡状态的温度。单位用℃或℉表示。当总压不变的情况下，水汽分压也不变，因此，一定水汽含量的湿空气在环境温度下的水汽分压等于该湿空气在露点温度下的饱和水汽压，即es(Td)=e(Ta)。通常情况下，将露点温度与霜点温度通称为露点。也有的时候根据水的状态在0℃有一个分界点，把0℃以上称为露点，0℃以下称为霜点。
1.4 体积比体积比即体积分数，指湿空气中水蒸气的分体积与干气的分体积之比，即水汽的分压与干气分压之比。通常将该比值乘以106，单位为μL /L，用符号Vr表示。见公式(10)。旧称ppmv，但目前不属于法定计量单位。Vr= ×106(μL /L) 公式(10)式中e和P分别表示水汽分压和气体总压。当e<时，可简化为：Vr = ×106(μL /L) 公式(11)1.5 相对湿度压力为P，温度为T的湿空气的相对湿度是指水蒸气的实际压力与相同温度下水平面上的的饱和水蒸气压的比值，用百分比来表示。 公式(12)由此可见，对于理想气体，相对湿度可理解为一定含量的湿气在一定温度下的水汽分压与该温度下的饱和水汽压之比，根据上述的露点定义，也可以理解为该湿气在露点温度下的饱和水汽压与环境温度下的饱和水汽压之比。当然，对于实际气体，饱和水汽压值还要乘以增强因子。1.5.1 温度对相对湿度测量的影响表1-2给出了在不同温度、湿度条件下温度每变化1℃，相对湿度的变化量。表1-2 温度变化1℃对相对湿度的影响相对湿度 温 度
10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃
10%RH ±0.7%RH ±0.6%RH ±0.6%RH ±0.5%RH ±0.5%RH
50%RH ±3.5%RH ±3.2%RH ±3.0%RH ±2.6%RH ±2.3%RH
90%RH ±6.3%RH ±5.7%RH ±5.4%RH ±4.6%RH ±4.1%RH
1.5.2 压力对相对湿度测量的影响 由Dalton定律，总压等于各组分分压之和。若相对湿度为40%RH，温度不变时，如果总压P增加到原来的两倍即2P，则水蒸气的分压PH2O也增加到2PH2O，而饱和水汽压不变(因为温度不变)，那么两者的比值就增加到原来的2倍，相对湿度增加到80%RH。
1.6 干球温度与湿球温度压力为P，温度为T，湿空气热力学湿球温度Tw*是指在该压力下，纯水-湿空气体系进行绝热蒸发，湿空气达到压力P下饱和湿气时的温度。在实际工作中常常使用的湿球温度Tw是指湿球温度计的温泡被一薄层水(或潮湿的覆盖物)覆盖时，由于湿球上的水分蒸发进入周围的空气，从而使温度计的示值降低，此时，温度计所指示的温度称为湿球温度，而干球温度计测量的就是环境温度。1.7 常用湿度单位的换算由于湿度单位的表示方法较多，之间的换算也较复杂，因此这里只介绍*常用的三种单位之间的换算。
1. 湿度基础知识在许多物理、化学和生物学过程中，空气及其他气体中水蒸气的存在与否有着重要的影响。在很多工业领域内，湿度测量是关乎商业成本、产品质量、人身健康和**的至关重要的因素之一。目前有很多不同的湿度表达方法，也有很多不同的湿度测量技术，因而很有必要了解规范的湿度术语和定义及成熟的湿度测量技术。
1.1 什么是湿度?湿度是在空气或其他气体中存在的水蒸气。水蒸气是水的气态形式，同其他各种气体一样，是透明的。在我们周围的环境中大约有1%的气体是水蒸气。
1.3露点/霜点露点温度Td是指对气体等压制冷时，水蒸气冷凝从而形成露的温度。实际上也就是水蒸气与水达到平衡状态的温度。单位用℃或℉表示。同理，霜点温度Tf是指对气体等压制冷时，水蒸气冷凝从而形成霜的温度。实际上也就是水蒸气与冰达到平衡状态的温度。单位用℃或℉表示。当总压不变的情况下，水汽分压也不变，因此，一定水汽含量的湿空气在环境温度下的水汽分压等于该湿空气在露点温度下的饱和水汽压，即es(Td)=e(Ta)。通常情况下，将露点温度与霜点温度通称为露点。也有的时候根据水的状态在0℃有一个分界点，把0℃以上称为露点，0℃以下称为霜点。
1.4 体积比体积比即体积分数，指湿空气中水蒸气的分体积与干气的分体积之比，即水汽的分压与干气分压之比。通常将该比值乘以106，单位为μL /L，用符号Vr表示。见公式(10)。旧称ppmv，但目前不属于法定计量单位。Vr= ×106(μL /L) 公式(10)式中e和P分别表示水汽分压和气体总压。当e<时，可简化为：Vr = ×106(μL /L) 公式(11)1.5 相对湿度压力为P，温度为T的湿空气的相对湿度是指水蒸气的实际压力与相同温度下水平面上的的饱和水蒸气压的比值，用百分比来表示。 公式(12)由此可见，对于理想气体，相对湿度可理解为一定含量的湿气在一定温度下的水汽分压与该温度下的饱和水汽压之比，根据上述的露点定义，也可以理解为该湿气在露点温度下的饱和水汽压与环境温度下的饱和水汽压之比。当然，对于实际气体，饱和水汽压值还要乘以增强因子。1.5.1 温度对相对湿度测量的影响表1-2给出了在不同温度、湿度条件下温度每变化1℃，相对湿度的变化量。表1-2 温度变化1℃对相对湿度的影响相对湿度 温 度
10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃
10%RH ±0.7%RH ±0.6%RH ±0.6%RH ±0.5%RH ±0.5%RH
50%RH ±3.5%RH ±3.2%RH ±3.0%RH ±2.6%RH ±2.3%RH
90%RH ±6.3%RH ±5.7%RH ±5.4%RH ±4.6%RH ±4.1%RH
1.5.2 压力对相对湿度测量的影响 由Dalton定律，总压等于各组分分压之和。若相对湿度为40%RH，温度不变时，如果总压P增加到原来的两倍即2P，则水蒸气的分压PH2O也增加到2PH2O，而饱和水汽压不变(因为温度不变)，那么两者的比值就增加到原来的2倍，相对湿度增加到80%RH。
1.6 干球温度与湿球温度压力为P，温度为T，湿空气热力学湿球温度Tw*是指在该压力下，纯水-湿空气体系进行绝热蒸发，湿空气达到压力P下饱和湿气时的温度。在实际工作中常常使用的湿球温度Tw是指湿球温度计的温泡被一薄层水(或潮湿的覆盖物)覆盖时，由于湿球上的水分蒸发进入周围的空气，从而使温度计的示值降低，此时，温度计所指示的温度称为湿球温度，而干球温度计测量的就是环境温度。1.7 常用湿度单位的换算由于湿度单位的表示方法较多，之间的换算也较复杂，因此这里只介绍*常用的三种单位之间的换算。
