我是岩土工程研究生,研究内容涉及到土样基质吸力的测量,想请教下熊博士如何测量土样温湿度计的相关内容
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发布时间:2022-04-29 20:55
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时间:2023-10-09 02:10
一、温湿度计湿度定义在计量法中规定,湿度定义为"物象状态的量"。平日生活中所指的湿度是相对湿度,用RH%表示。总而言之,则空气中所含水蒸气量与其空气相同情况下饱和水蒸气量的百分比。湿度很久以前就和生活有着着密切的关系,但用数量来进行表示比较困难。对湿度的表示方法有相对湿度、绝对湿度、、湿气、*与干气的比值等等。
二、湿度测量方法温湿度计湿度测量从原理上划分有三十多种。一个看似容易的量值,深入研究起来的话,涉及相当复杂的物化理论分析与计算,初涉者可能会忽视在湿度测量中必需注意的很多因素,进而影响传感器的合理使用。常见的湿度测量方法有:动态法(双温法、双压法、分流法),静态法(硫酸法、饱和盐法),干湿球法,*法和电子式传感器法。①双温法、双压法是基于热力学P、T 、V平衡原理,平衡时间比较长,分流法是根据绝对干空气和绝对湿气的精确混合。由于采取了现代测控手段,这些设备可以做得非常精密,却因设备昂贵,复杂,运作费时费力,主要作为标准计量之用,其测量精度可达±3%RH以上。②静态法中的饱和盐法,是湿度测量中很常见的方法,简单可行。但饱和盐法对气、液两相的平衡要求很严,对环境温度的稳定要求比较高。用起来要求等很长时间去平衡,低湿点要求更长。特别在瓶内湿度和室内湿度差值较大时,每次开启都需要平衡7~9个小时。③*法是测量湿空气达到饱和时的温度,是热力学的结果,测量范围宽,准确度高。计量用的精密*仪准确度可达±0.3℃甚至更高。但用现代光电原理的冷镜式*仪价格昂贵,经常与标准湿度发生器配套使用。④干湿球法,这是十八世纪就已发明的测湿方法。历史比较悠久,使用也最普遍。干湿球法是一种间接方法,它用干湿球方程换算出湿度值,而此方程是有条件的:即在湿球附近的风速必需达到2.6m/s以上。普通用的干湿球温度计将这个条件简化了,所以其准确度只有6~8%RH。⑤电子式湿度传感器(Humidity sensor)法电子式湿度传感器产品和湿度测量属于九十年代兴起的行业,最近几年,国内外在湿度传感器研发领域取得了很大的进步。湿敏传感器正从简单的湿敏元件向智能化、集成化、多参数检测的方向迅速发展,为开发新一代湿度测控系统创造了有利条件,也将湿度测量技术提高到新的水平。
三、湿度传感器选择的注意事项①.选择测量范围和测量温度、重量一样,选择湿度传感器首先要确定测量范围。除了科研部门、气象外,湿度、高温测控的一般不需要全湿程(0-200%RH)测量。②、选择测量精度测量精度是湿度传感器最重要指标,每提高1个百分点,对湿度传感器来说就是上一个档次。因为要达到不同的精度,其制造成本相差非常大,售价也相差比较远。所以使用者不宜盲目追求"高、尖、精",适合自己就好了。如在不同温度下使用湿度传感器,其示值还要考虑温度的影响。众所周知,相对湿度是温度的函数,温度影响着指定空间内的相对湿度。温度每变化0.2℃。将产生1%RH的湿度变化(误差)。使用场合如果难以做到恒温,则提出过高的测湿精度是不合适的。绝大多数情况下,如果没有精确的控温手段,±6%RH的精度就足够了。对于要求精确控制恒湿、恒温的局部空间,或者需要随时跟踪记录湿度变化的场合,再选用±4%RH以上精度的湿度传感器。而精度高于±3%RH的要求恐怕连校准传感器的标准湿度发生器也难以做到,更何况传感器自身了。相对湿度测量仪表,即使在21-26℃下,要达到3%RH的准确度仍是很困难的。通常产品资料中给出的特性是在常温(20℃±10℃)和洁净的气体中测量的。③、考虑时漂和温漂在实际使用中,由于油污、尘土和有害气体的影响,使用时间越长,电子式湿度传器会产生老化而精度下降,电子式湿度传器年漂移量一般都在±3%左右,甚至会更高。通常情况下,生产厂商会标明一次标定的有效使用时间为一年或二年,到期需重新标定。④、其它注意事项湿度传感器是非密封性的,为保护测量的稳定性和准确度,应尽量避免在碱性、酸性及含有机溶剂的气氛中使用。也避免在粉尘较大的环境中使用。为正确反映欲测空间的湿度,还应该避免将传感器安放在空气不流通的地方。如果被测的房间太大,就应放置多个传感器。有的湿度传感器对供电电源要求比较高,否则将影响测量精度。传感器之间也会相互干扰,甚至无法工作。使用时应按照技术要求提供合适的的供电电源。传感器需要进行远距离信号传输时,要注意信号的衰减问题。当传输距离超过200米以上时,建议选用频率输出信号的湿度传感器。
四、湿度测量方案的选择现代湿度测量方案最主要的有2种:电子式湿度传感器测湿法、干湿球测湿法。下面对这2种方案进行比较,以便客户选择适合自己的湿度测量方法。干湿球测湿法的维护相当简单,在实际运用中,只需定时给湿球加水及更换湿球纱布即可。和电子式湿度传感器相比,干湿球测湿法不会产生老化而导致精度下降等问题。所以干湿球测湿方法更适合于在恶劣环境及高温的场合使用。电子式湿度传感器的特点:而电子式湿度传感器是近几十年,特别是近25年才迅速发展起来的。湿度传感器生产厂在产品出厂前都要采用标准湿度发生器来逐支标定,电子式湿度传感器的准确度可以达到3%一4%RH。在实际使用中,由于油污、尘土和有害气体的影响,使用时间长了则会产生老化,精度下降,湿度传感器年漂移量一般都在±3%左右,甚至更高。一般情况下,生产厂商会标明1次标定的有效使用时间为1年或2年,到期需重新标定。电子式湿度传感器的精度水平要结合其长期稳定性去判断,一般说来,电子式湿度传感器的使用寿命和长期稳定性不如干湿球湿度传感器。湿度传感器是采用半导体技术,因此对使用的环境温度有要求,超过其规定的使用温度将对传感器造成损坏。所以电子式湿度传感器测湿方法更适合于在常温及洁净的场合使用。涡街流量计