許多工序和進(jìn)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(cè)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(cè)濕度。
與溫度一樣,濕度也是一個(gè)重要的過程變量。例如,環(huán)境的相對(duì)濕度對(duì)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(chǎng)合對(duì)濕度測(cè)量要求較高,這樣的應(yīng)用場(chǎng)合會(huì)一直存在。當(dāng)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(jìn)程時(shí),對(duì)空氣濕度的連續(xù)監(jiān)測(cè)則變得非常重要。
空氣的組成
空氣除了少量的氖、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?dú)狻?0.93%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(duì)濕度和最重要的衍生變量
相對(duì)濕度:空氣吸收濕度的能力隨著溫度的升高而增強(qiáng)。濕度水平總是通過測(cè)量相對(duì)濕度來確定的,相對(duì)濕度描述空氣中當(dāng)前的濕度與可能的最大濕度的比值。所有其他的測(cè)量都是由測(cè)量探頭從相對(duì)濕度和溫度中得出的。
露點(diǎn)溫度:非常低的濕度含量由露點(diǎn)溫度表示。這是空氣中形成冷凝的溫度。
絕對(duì)濕度:絕對(duì)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(jì)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(cè)量探頭還必須取得過程壓力的信息。
濕度測(cè)量方法
1、電容式濕度測(cè)量方法
一體化溫濕度變送器用于計(jì)算相對(duì)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(cè)量技術(shù)、制藥行業(yè)、溫室以及潔凈室、儲(chǔ)藏室和冷藏室。
在大多數(shù)情況下,采用電容式濕度測(cè)量方法來測(cè)量濕度等級(jí)。這種傳感器技術(shù)主要包括一個(gè)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(huì)影響聚合物材料的介電常數(shù),進(jìn)而影響電容器的電容。下游電子器件使用該測(cè)量出的電容以較高的精度計(jì)算相對(duì)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(duì)濕度,從而實(shí)現(xiàn)可靠的測(cè)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(jìn)入,保護(hù)敏感的傳感器元件。
2、濕度計(jì)濕度測(cè)量方法
①濕度傳感器測(cè)量
濕度計(jì)濕度測(cè)量探頭用于計(jì)算相對(duì)濕度。適用于空調(diào)行業(yè)和工業(yè)中的濕度測(cè)量。傳感元件對(duì)水的高電阻是一個(gè)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(jì)測(cè)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(jì)算相對(duì)濕度,沒有衍生變量。該測(cè)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。
②干濕球濕度測(cè)量法
濕度計(jì),用于計(jì)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(jìn)行連續(xù)測(cè)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(cè)量濕度。在干濕法測(cè)量中,溫度計(jì)直接暴露在環(huán)境空氣中,測(cè)量干球溫度。另一個(gè)溫度計(jì)由浸在水中的吸芯包圍,用于測(cè)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(gè)RTD溫度探頭連接到一個(gè)評(píng)估單元,該評(píng)估單元根據(jù)干球溫度和干濕測(cè)量差來計(jì)算相對(duì)濕度。這種測(cè)量技術(shù)非常穩(wěn)健,可在中低測(cè)量范圍內(nèi)提供良好的測(cè)量精度。然而,在幾乎沒有任何冷卻發(fā)生的高濕環(huán)境下,干濕球濕度測(cè)量是不準(zhǔn)確的。安裝工作相對(duì)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(hù)。例如,需要監(jiān)測(cè)水位并更換吸水芯。