熱工測試技術-第4章.ppt

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1、第四章濕度測量§4－1濕度測量概述一、空氣濕度的表示方法濕度是表示空氣中水蒸氣含量多少的度。常用的表示空氣濕度的方法有：絕對濕度、相對濕度、含濕量。7/19/20211熱工測試技術1．絕對濕度定義為：在每立方米濕空氣（或其他氣體），在標準狀態(tài)下（0℃，760㎜Hg）所含水蒸氣的重量，即濕空氣中水蒸氣的密度，以符號ρ表示，單位為。7/19/20212熱工測試技術2.相對濕度定義為：空氣中水蒸氣分壓力Pn與同溫度下飽和水蒸氣分壓力Pb之比值。表示為：飽和水蒸氣壓力:7/19/20213熱工測試技術空氣中

2、水蒸氣分壓力：A－與風速有關的系數(shù)，其經驗公式為：可見，空氣的相對濕度是干球溫度、濕球溫度、風速和大氣壓力的函數(shù)，即7/19/20214熱工測試技術3．含濕量濕空氣中，每公斤干空氣所含有的水蒸氣量d,g/kg。—濕空氣中水蒸氣的質量，kg—濕空氣中干空氣的質量，kg7/19/20215熱工測試技術二、氣體濕度測量的方法干濕球法干濕球溫度計露點法露點溫度計、光電式露點溫度計吸濕法氯化鋰電阻濕度計、高分子濕度計、金屬氧化物陶瓷濕度計、金屬氧化物膜濕度計7/19/20216熱工測試技術§4-2干濕球與露點法濕度檢測一

3、、干濕球濕度檢測理論基礎：根據(jù)干濕球溫差效應原理進行濕度測量。干濕球溫度差效應：在潮濕物體表面的水分蒸發(fā)而冷卻的效應，冷卻的程度取決于周圍空氣的相對濕度、大氣壓力以及風速。7/19/20217熱工測試技術普通干濕球濕度計特點：水分的蒸發(fā)強度僅以據(jù)周圍空氣的氣象條件而定。7/19/20218熱工測試技術干濕球電信號傳感器（1）結構特點：a、干球和濕球用兩支微型套管式鎳電阻代替b、增加微型軸流風機，以便鎳電阻周圍形成恒定風速的氣流，一般為2.5m/s以上。好處：減少空氣流速對測量的影響，使熱濕交換速度增加，以減少儀

4、表的時間常數(shù)。7/19/20219熱工測試技術（2）測量橋路7/19/202110熱工測試技術三、露點法濕度測量（一）基本原理1、露點溫度：被測空氣冷卻到水蒸氣達到飽和狀態(tài)并開始凝結出水分的對應溫度。2、理論依據(jù)露點溫度飽和水蒸氣分壓力被測空氣的水蒸氣分壓力7/19/202111熱工測試技術利用（二）露點溫度的測定對物體進行冷卻直到空氣中的水蒸氣在其表面開始凝集成水，在凝集水分的瞬間，其鄰近空氣層的溫度，即為被測空氣的露點溫度。顯然，保證露點法測量濕度精確度的關鍵是如何精確地測定水蒸氣開始凝集的瞬間空氣的溫度。

5、7/19/202112熱工測試技術（三）常用的形式1、露點濕度計特點：當冷卻表面上出現(xiàn)露珠的瞬間，需立即測定表面溫度，誤差較大7/19/202113熱工測試技術2、光電式露點濕度計（1）特點：測量準確度高，可靠性好，適用范圍廣，特別是低溫狀態(tài)采樣氣體中不得含有煙塵，油脂等污染物7/19/202114熱工測試技術半導體熱電制冷器制冷量（2）機構原理氣體露點溫度小于鏡面溫度反射反射光敏電阻氣體露點溫度大于鏡面溫度散射光敏電阻散射半導體熱電制冷器制冷量當達到動態(tài)平衡時，此時的鉑電阻測量值為露點溫度。7/19/2021

6、15熱工測試技術§4－3吸濕法濕度測量一、原理依據(jù)某些物質放置在空氣中，他們的含濕量與其所在空氣的相對濕度有關，而含濕量大小又引起本身電阻的變化。7/19/202116熱工測試技術二、傳感器（一）氯化鋰電阻濕度傳感器7/19/202117熱工測試技術1、原理其吸濕量與空氣的相對濕度成一定函數(shù)關系，隨著空氣相對濕度的增減變化，氯化鋰吸濕量也隨之變化。2、傳感器形式梳狀柱狀：絕緣板表面附有氯化鋰溶液，鉑絲本身不接觸，而依靠氯化鋰鹽溶液構成導成回路。7/19/202118熱工測試技術特點：每個傳感器的測量范圍較窄（1

7、5％～20％RH）應采用多片組合傳感器使用交流電橋測量其電阻值，防止氯化鋰溶液發(fā)生電解使用溫度小于55℃，大于55℃氯化鋰溶液發(fā)生蒸發(fā)使用環(huán)境應保持空氣清潔，無粉塵，纖維等7/19/202119熱工測試技術4、變送器氯化鋰溶液的阻值受環(huán)境溫度的影響，采用溫度補償措施，用以抵消溫度對濕度測量的影響。7/19/202120熱工測試技術（二）高分子濕度傳感器1、高分子電容式傳感器原理：在高分子薄膜上的電極是很薄的金屬微孔蒸發(fā)膜，水分可通過兩端的電極被高分子薄膜吸附或釋放。隨著這種水分子吸附或釋放，高分子薄膜的介電系數(shù)

8、將發(fā)生相應的變化。電容C相對濕度7/19/202121熱工測試技術2、高分子電阻式傳感器原理：使用高分子固體電解質材料制作感溫膜。由于膜中的可動離子而產生導電性，隨著濕度的改變，其電離作用也發(fā)生改變，使可動離子濃度增大，電極間的電阻值改變。特點：靈敏度高、線性度好，響應時間快，易小型化7/19/202122熱工測試技術（二）金屬氧化物陶瓷濕度傳感器燒結體有微細孔，可使?jié)衩魧游交蜥尫潘?/p>