应用案例 | 相对湿度与绝对湿度——关于湿度测量的实用知识

许多工序和进程只有在保证一定湿度的情况下才能成功。许多工序需要湿度测量。例如，在干燥的油漆车间，甚至在室内空气中，都需要检测湿度。

与温度一样，湿度也是一个重要的过程变量。例如，环境的相对湿度对我们的体感舒适程度和健康状态都有很大影响。此外，正确调整湿度有助于降低大量的能源消耗。有些应用场合对湿度测量要求较高，这样的应用场合会一直存在。当空气中的水蒸气含量能够引发或影响某些化学、物理或生物进程时，对空气湿度的连续监测则变得非常重要。

空气的组成

除了少量的氖、氦、氪和氙之外，洁净干燥的空气还包括以下物质：78.10%的氮气、20.93%的氧气、0.93%的氩气、0.03%的二氧化碳和0.01%的氢气。除这些成分外，环境和外部空气还含有大量气态和固态物质以及一定量的水蒸气形式的水分。因此，空气是由不同气体和水蒸气组成的混合物。

相对湿度和最重要的衍生变量

相对湿度

空气吸收湿度的能力随着温度的升高而增强。湿度水平总是通过测量相对湿度来确定的，相对湿度描述空气中当前的湿度与可能的最大湿度的比值。所有其他的测量都是由测量探头从相对湿度和温度中得出的。

露点温度

非常低的湿度含量由露点温度表示。这是空气中形成冷凝的温度。

绝对湿度

绝对湿度描述了一立方米空气中所含水的克数。它受过程压力变化的影响。

混合比例

在干燥过程中计算混合比。它与温度和压力无关，描述了水蒸气质量与干气质量的关系。除了温度，湿度测量探头还必须取得过程压力的信息。

测量方法

电容式湿度测量方法

电容式温湿度传感器测量

电容式湿度测量探头，用于计算相对湿度和衍生变量，使用智能可更换探头。在该类型系列中，探头是可插拔和可更换的。它们用于各种领域，例如气候测量技术、制药行业、温室以及洁净室、储藏室和冷藏室。

在大多数情况下，采用电容式湿度测量方法来测量湿度等级。这种传感器技术主要包括一个电容器，其电介质根据环境空气的湿度吸收或释放。湿度会影响聚合物材料的介电常数，进而影响电容器的电容。下游电子器件使用该测量出的电容以较高的精度计算相对湿度。这一原则适用于大多数应用工况。但是，在高湿环境只能使用特殊的设备。在这些设备中，传感器盖下方的区域被加热，降低了相对湿度，从而实现可靠的测量。在被污染的介质中，使用烧结过滤器抵挡污垢颗粒的进入，保护敏感的传感器元件。

湿度计湿度测量方法

湿度传感器测量

湿度计湿度测量探头用于计算相对湿度。适用于空调行业和工业中的湿度测量。传感元件对水的高电阻是一个有利的特性，它允许设备在高湿环境下永久使用，直至饱和。

在湿度较高或空气受到污染的工况下，湿度计测湿法可以提供正确的解决方案。该方法属长度变化式，即所含纤维元件能随空气湿度的变化而改变其长度。通过特殊的传输系统将长度的变化传送到指示器或电位器。系统只计算相对湿度，没有衍生变量。该测量技术不需要电压电源，适用于具有成本效益的湿度调节器安装。使用的温度范围为-40 ~ +80°C，湿度范围为35 ~ 100% RH。

干湿球湿度测量法

干湿球湿度测量

湿度计，用于计算干球温度和湿度差。用于溶剂型和腐蚀性气体；还可以在肉类加工和奶酪行业进行连续测量。

在污染或腐蚀性空气中，可以在5 - 95°C的温度范围内使用干湿法测量湿度。在干湿法测量中，温度计直接暴露在环境空气中，测量干球温度。另一个温度计由浸在水中的吸芯包围，用于测量湿球温度。在湿度探头处，由于蒸发而吸热，并出现较低的平衡温度。这两种温度之间的差异称为湿度差异——空气越干燥，差异越大。2个RTD温度探头连接到一个评估单元，该评估单元根据干球温度和干湿测量差来计算相对湿度。这种测量技术非常稳健，可在中低测量范围内提供良好的测量精度。然而，在几乎没有任何冷却发生的高湿环境下，它是不准确的。安装工作相对复杂，通常需要风扇来产生相应的气流。此外，系统需要维护。例如，需要监测水位并更换吸水芯。

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