濕度測(cè)量系統(tǒng)是由傳感器、信號(hào)變換器、數(shù)據(jù)采集單元等組成，具有測(cè)量濕度的功能。在空氣燴值法試驗(yàn)裝置中通常采用的濕度測(cè)量系統(tǒng)有采用濕度傳感器濕度測(cè)量系統(tǒng)、十濕球法的濕度測(cè)量系統(tǒng)和露點(diǎn)溫度法的濕度測(cè)量系統(tǒng)。
一、采用濕度傳感器的濕度測(cè)量系統(tǒng)
濕度傳感器以其較好的準(zhǔn)確度和良好的短期穩(wěn)定性，為溫濕度監(jiān)測(cè)提供了良好的技術(shù)支持，但其長(zhǎng)期穩(wěn)定性不佳和使用壽命偏短也是存在的問題。而且對(duì)于使用和校準(zhǔn)環(huán)境的要求也較高，所以使用濕度傳感器的空氣燴值法試驗(yàn)裝置的加濕水最好采用純凈水，避免酸堿性影響。用于校準(zhǔn)空氣燴值法試驗(yàn)裝置采用濕度傳感器濕度測(cè)量系統(tǒng)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器裝置，組成為標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器。溫度發(fā)生范圍：5℃—50℃；濕度發(fā)生范圍：5一95%RH；穩(wěn)定性小于1%RH。標(biāo)準(zhǔn)器裝置的最大允許誤差：士2%RH同樣采用系統(tǒng)校準(zhǔn)的方法進(jìn)行。校準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)均勻分布1090%RH范圍內(nèi)，不少于5個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)。
校準(zhǔn)步驟：
a)將濕度測(cè)量系統(tǒng)的濕度傳感器置入濕度發(fā)生器的測(cè)試室中，蓋好濕度發(fā)生器測(cè)試室的蓋子。在整個(gè)測(cè)試過程中保持測(cè)試室的密封性；
b)校準(zhǔn)時(shí)，設(shè)定濕度發(fā)生器的溫度值(根據(jù)實(shí)驗(yàn)室具體情況設(shè)定)。當(dāng)溫度平衡后，再設(shè)定濕度發(fā)生器的濕度值，一般按照從低濕度到高濕度的順序；
c)每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)在溫濕度達(dá)到設(shè)定值并穩(wěn)定10 min后，每隔不少于2 min記錄1組標(biāo)準(zhǔn)濕度值和濕度測(cè)量系統(tǒng)的示值，至少記錄3組數(shù)據(jù)。然后進(jìn)行下一個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)，至所有的校準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)試完畢。校準(zhǔn)、修正完畢后，可保證采用濕度傳感器的濕度測(cè)量系統(tǒng)的擴(kuò)展測(cè)量不確定度U=3%RH(k=2)。
二、干濕球法的濕度測(cè)量系統(tǒng)
十濕球法的濕度測(cè)量系統(tǒng)是在空氣燴值法試驗(yàn)裝置中使用最為廣泛的一種，具有準(zhǔn)確度高、可修正、計(jì)算直接等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)其濕球測(cè)量溫度也是燴值和制冷量計(jì)算中影響相當(dāng)大的參數(shù)之一，所以正確使用和定期校準(zhǔn)是保證空氣燴值法試驗(yàn)裝置測(cè)試準(zhǔn)確的重要組成部分。
經(jīng)過對(duì)十濕球法測(cè)相對(duì)濕度的結(jié)果分析，在溫度波動(dòng)士0.15℃內(nèi)，其不確定度<<1.5%RH。若溫度波動(dòng)士0.5℃，不確定度將達(dá)到6%左右。使用時(shí)應(yīng)小心謹(jǐn)慎，否則會(huì)造成很大的測(cè)量誤差，所以在使用此方法時(shí)注意以下幾點(diǎn)：
1)作為十濕球的兩支鉑電阻溫度計(jì)要配對(duì)使用，相互一致，且鉑電阻測(cè)量溫度的誤差毛0.10C；
2)鉑熱電阻的時(shí)間系數(shù)要盡量小，以免產(chǎn)生滯后；
3)濕球上的紗布用氣象紗布，每次使用前要更換紗布，以免粘上油或贓物，影響濕球溫度；
4)濕球用水最好用蒸餾水；
5)安裝十濕鉑電阻時(shí)，相距25mm為宜，空氣流過濕球之前，首先流過十球，或使空氣分別通過十球和濕球。
標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力下的查算表，使用時(shí)在2—5 m/s的風(fēng)速范圍內(nèi)一般不作修正。根據(jù)十濕球法測(cè)量相對(duì)濕度的方程，很容易得知相對(duì)濕度的測(cè)量不僅與十、濕溫度有關(guān)，還與實(shí)際氣壓和風(fēng)速有關(guān)，特別是當(dāng)風(fēng)速低于2.5 m/s時(shí)，對(duì)相對(duì)濕度的影響很大，風(fēng)速越小，影響越大。由于空氣燴值是濕球溫度的單值函數(shù)，所以同樣的風(fēng)量對(duì)于空氣燴值也有影響。取樣風(fēng)速主要影響空氣濕球溫度的測(cè)量，空氣十、濕球溫度t-27℃和tH.-19℃在不同取樣風(fēng)速下所對(duì)應(yīng)的空氣燴值如圖2所示。
可以看出：當(dāng)取樣風(fēng)速v大于3 m/s時(shí)，燴值ha隨v的變化已經(jīng)很小，當(dāng)v大于6 m/s時(shí)，ha已基本保持不變。所以取樣風(fēng)速必須大于3 m/s由于風(fēng)速過大時(shí)會(huì)將濕球紗布吹起或吹十，使測(cè)量的濕球溫度偏離實(shí)際的空氣濕球溫度，所以取樣風(fēng)速也不宜取得太高，通常選用5 m/s為推薦的取樣風(fēng)速。十濕球法的濕度測(cè)量系統(tǒng)的校準(zhǔn)同樣采用系統(tǒng)校準(zhǔn)的方法，分別對(duì)十球溫度、濕球溫度的溫度測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)及修正，具體可參考溫度測(cè)系統(tǒng)一節(jié)。
三、露點(diǎn)溫度法的濕度測(cè)量系統(tǒng)
精密露點(diǎn)儀是測(cè)量相對(duì)濕度準(zhǔn)確度最高的儀器，但由于環(huán)境要求高、需要外接氣體等原因，在空氣燴值法試驗(yàn)裝置中很少使用。主要用于測(cè)量零度以下工況時(shí)的露點(diǎn)溫度和濕度，且大多采用的是工業(yè)級(jí)露點(diǎn)儀，準(zhǔn)確度要求并不高。工作原理是根據(jù)露點(diǎn)溫度的定義，在壓力不變的情況下通過半導(dǎo)體制冷使氣體中的水蒸氣在露點(diǎn)儀的鏡面上冷凝，當(dāng)達(dá)到熱力學(xué)相平衡狀態(tài)時(shí)，準(zhǔn)確測(cè)量此時(shí)鏡面的溫度，即為該氣體的露點(diǎn)溫度。露點(diǎn)儀還另有一支鉑電阻溫度計(jì)測(cè)量環(huán)境溫度。參考JJG499-2004《精密露點(diǎn)儀檢定規(guī)程》，露點(diǎn)儀的檢定校準(zhǔn)有兩種方法。一種是使用標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)濕度發(fā)生器作為檢定標(biāo)準(zhǔn)器，則被檢露點(diǎn)儀的示值誤差為被檢露點(diǎn)儀的示值平均值與標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)濕度發(fā)生器的示值平均值之差。另一種方法是使用高等級(jí)露點(diǎn)溫度計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)，則被檢露點(diǎn)儀的示值誤差為被檢露點(diǎn)儀的示值平均值與高等級(jí)露點(diǎn)溫度計(jì)的示值平均值之差�？諝鉅Z值法試驗(yàn)裝置中使用的露點(diǎn)儀通常為固定式，且準(zhǔn)確度不高。采用第二種方法，標(biāo)準(zhǔn)器裝置為二級(jí)精密露點(diǎn)儀，測(cè)量范圍-20℃一40℃標(biāo)準(zhǔn)器裝置的最大允許誤差士0.3℃。其校準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型為系統(tǒng)校準(zhǔn)步驟：
a)將被校準(zhǔn)露點(diǎn)溫度儀與二級(jí)精密露點(diǎn)儀置入測(cè)試室，在整個(gè)測(cè)試過程中保持測(cè)試室的壓力穩(wěn)定；
b)設(shè)定測(cè)試室的溫濕度值，從低濕到高濕。每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)在溫濕度達(dá)到設(shè)定值并穩(wěn)定30 min后，每隔不少于2 min記錄1組露點(diǎn)溫度值，至少記錄3組數(shù)據(jù)。然后進(jìn)行下一個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)，至所有的校準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)試完畢。
校準(zhǔn)中要特別注意的是：1}露點(diǎn)測(cè)量室和采樣系統(tǒng)的溫度應(yīng)高于待測(cè)氣體的露點(diǎn)溫度，避免在管路中就開始結(jié)露；2}露點(diǎn)測(cè)量室內(nèi)的壓力等于大氣壓時(shí)，可直接測(cè)量露點(diǎn)溫度值；3)當(dāng)露點(diǎn)測(cè)量室內(nèi)樣氣壓力偏離標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(101325Pa)200Pa以上、但波動(dòng)小于200 Pa/h時(shí)，可用計(jì)算的方法對(duì)檢定結(jié)果加以修正(已配備了自動(dòng)壓力修正系統(tǒng)的除外)。通過系統(tǒng)校準(zhǔn)和修正后，采用露點(diǎn)溫度法的濕度測(cè)量系統(tǒng)的擴(kuò)展測(cè)量不確定度U=0.60C(k=2)。http://ggswu.com
