用干湿球温度计测量空气焓值的方法属于()测量方法。
A 、直接测量
B 、间接测量
C 、组合测量
D 、动态测量
【正确答案:B】
干湿球温度计测量空气焓值,是利用干湿球温度计能直接测量空气的干球温度和湿球温度,然后根据空气焓值与干湿球温度的关系式计算求得,此方法属于间接测量方法。此外,不用于间接测量,本题中所提到的组合测量是指测量中使各个未知量以不同的组合形式出现,根据直接测量或间接测量所获得的数据,通过解联立方程组求得未知量的数值的测量方法。
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干湿球湿度计的测量原理、使用方法
干湿球测湿法采用间接测量方法,通过测量干球、湿球的温度经过计算得到湿度值.
因此对使用温度没有严格限制,在高温环境下测湿不会对传感器造成损坏。
干湿球湿度计的特点:
早在18世纪人类就发明了干湿球湿度计,干湿球湿度计的准确度还取决于干球、湿球两支温度计本身的精度;湿度计必须处于通风状态:只有纱布水套、水质、风速都满足一定要求时,才能达到规定的准确度。干湿球湿度计的准确度只有5%一7%RH。
附:湿度测量的基本概念
在工农业生产、气象、环保、国防、科研、航天等部门,经常需要对环境湿度进行测量及控制。对环境温、湿度的控制以及对工业材料水份值的监测与分析都已成为比较普遍的技术条件之一,但在常规的环境参数中,湿度是最难准确测量的一个参数。这是因为测量湿度要比测量温度复杂得多,温度是个独立的被测量,而湿度却受其他因素(大气压强、温度)的影响。此外,湿度的校准也是一个难题。国外生产的湿度标定设备价格十分昂贵。
一、湿度定义
在计量法中规定,湿度定义为“物象状态的量”。日常生活中所指的湿度为相对湿度,用RH%表示。总言之,即气体中(通常为空气中)所含水蒸气量(水蒸气压)与其空气相同情况下饱和水蒸气量(饱和水蒸气压)的百分比。
湿度很久以前就与生活存在着密切的关系,但用数量来进行表示较为困难。对湿度的表示方法有绝对湿度、相对湿度、露点、湿气与干气的比值(重量或体积)等等。
二、湿度测量方法
湿度测量从原理上划分有二、三十种之多。但湿度测量始终是世界计量领域中著名的难题之一。一个看似简单的量值,深究起来,涉及相当复杂的物理—化学理论分析和计算,初涉者可能会忽略在湿度测量中必需注意的许多因素,因而影响传感器的合理使用。
常见的湿度测量方法有:动态法(双压法、双温法、分流法),静态法(饱和盐法、硫酸法),露点法,干湿球法和电子式传感器法。
① 双压法、双温法是基于热力学P、V、T平衡原理,平衡时间较长,分流法是基于绝对湿气和绝对干空气的精确混合。由于采用了现代测控手段,这些设备可以做得相当精密,却因设备复杂,昂贵,运作费时费工,主要作为标准计量之用,其测量精度可达±2%RH以上。
② 静态法中的饱和盐法,是湿度测量中最常见的方法,简单易行。但饱和盐法对液、气两相的平衡要求很严,对环境温度的稳定要求较高。用起来要求等很长时间去平衡,低湿点要求更长。特别在室内湿度和瓶内湿度差值较大时,每次开启都需要平衡6~8小时。
③ 露点法是测量湿空气达到饱和时的温度,是热力学的直接结果,准确度高,测量范围宽。计量用的精密露点仪准确度可达±0.2℃甚至更高。但用现代光—电原理的冷镜式露点仪价格昂贵,常和标准湿度发生器配套使用。
④干湿球法,这是18世纪就发明的测湿方法。历史悠久,使用最普遍。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2.5m/s以上。普通用的干湿球温度计将此条件简化了,所以其准确度只有5~7%RH,干湿球也不属于静态法,不要简单地认为只要提高两支温度计的测量精度就等于提高了湿度计的测量精度。
⑤电子式湿度传感器法
电子式湿度传感器产品及湿度测量属于90年代兴起的行业, 近年来,国内外在湿度传感器研发领域取得了长足进步。湿敏传感器正从简单的湿敏元件向集成化、智能化、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、湿度测量方案的选择
现代湿度测量方案最主要的有两种:干湿球测湿法,电子式湿度传感器测湿法。下面对这两种方案进行比较,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,在实际使用中,只需定期给湿球加水及更换湿球纱布即可。与电子式湿度传感器相比,干湿球测湿法不会产生老化,精度下降等问题。所以干湿球测湿方法更适合于在高温及恶劣环境的场合使用。
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20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2%一3%RH。
在实际使用中,由于尘土、油污及有害气体的影响,使用时间一长,会产生老化,精度下降,湿度传感器年漂移量一般都在±2%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长期稳定性和使用寿命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洁净及常温的场合使用。
四、湿度传感器选择的注意事项
①.选择测量范围
和测量重量、温度一样,选择湿度传感器首先要确定测量范围。除了气象、科研部门外,搞温、湿度测控的一般不需要全湿程(0-100%RH)测量。
②、选择测量精度
测量精度是湿度传感器最重要的指标,每提高—个百分点,对湿度传感器来说就是上一个台阶,甚至是上一个档次。因为要达到不同的精度,其制造成本相差很大,售价也相差甚远。所以使用者一定要量体裁衣,不宜盲目追求“高、精、尖”。
如在不同温度下使用湿度传感器,其示值还要考虑温度漂移的影响。众所周知,相对湿度是温度的函数,温度严重地影响着指定空间内的相对湿度。温度每变化0.1℃。将产生0.5%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。
多数情况下,如果没有精确的控温手段,或者被测空间是非密封的,±5%RH的精度就足够了。对于要求精确控制恒温、恒湿的局部空间,或者需要随时跟踪记录湿度变化的场合,再选用±3%RH以上精度的湿度传感器。
而精度高于±2%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20—25℃下,要达到2%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,由于尘土、油污及有害气体的影响,使用时间一长,电子式湿度传器会产生老化,精度下降,电子式湿度传器年漂移量一般都在±2%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。
④、其它注意事项
湿度传感器是非密封性的,为保护测量的准确度和稳定性,应尽量避免在酸性、碱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,还应避免将传感器安放在离墙壁太近或空气不流通的死角处。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。或者传感器之间相互干扰,甚至无法工作。使用时应按照技术要求提供合适的、符合精度要求的供电电源。
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200m以上时,建议选用频率输出信号的湿度传感器。
干球温度:(dry bulb temperature)是从暴露于空气中而又不受太阳直接照射的干球温度表上所读取的数值。它是温度计在普通空气中所测出的温度,即我们一般天气预报里常说的气温。
湿球温度:(绝热饱和温度)是指在绝热条件下,大量的水与有限的湿空气接触,水蒸发所需的潜热完全来自于湿空气温度降低所放出的显热,当系统中空气达饱和状态且系统达到热平衡时系统的温度。
拓展资料:1.干球温度
湿球温度是相对干球温度而言的,干球温度是空气的真实温度,可直接用普通温度计测出,称这种真实的温度为干球温度,简称温度。
干球温度也可以指湿空气的温度,湿空气中于空气和水蒸气的温度是一致的,用“t”表示。
2.湿球温度
用湿纱布包扎普通温度计的感温部分,纱布下端浸在水中,以维持感温部位空气湿度达到饱和,在纱布周围保持一定的空气流通,使周围空气接近达到等焓。示数达到稳定后,此时温度计显示的读数近似认为湿球温度。
用湿棉布包扎温度计水银球感温部分,棉布下端浸在水中,以维持棉布一直处于润湿状态,这种温度计称为湿球温度计。将湿球温度计置于温度和湿度的流动不饱和空气中,假设开始时棉布中水分(以下简称水分)的温度与空气的温度相同,但因不饱和空气和水分之间存在湿度差,水分必然要气化,水分向空气主流中扩散,气化所需要的汽化热只能由水分本身温度下降放出显热来供给。水温下降后,与空气间出现温度差,空气即将因这种温度差而产生显热传给水分,但水分温度仍继续下降放出显热,以弥补汽化水分不足的热量,直至空气传给水分的显热等于水分气化所需要的汽化热时,湿球温度计上的温度维持稳定,这种稳定温度称为湿球温度 。
湿球温度是指同等焓值空气状态下,空气中水蒸汽达到饱和时的空气温度,在空气焓湿图上是由空气状态点沿等焓线下降至100%相对湿度线上,对应点的干球温度。
绝热加湿器并非实用装置,在实际应用中,湿度是用干湿球温度计测量的。该种仪器是由两支温度计或由两个其他的温度敏感元件组成,通常用的是水银温度计或酒精温度计。取两只相同的温度计,其中将一支的感温部分包裹上纱布,纱布的下端浸入盛有水(蒸馏水)的玻璃杯中,此时,纱布在毛细作用下常处于润湿状态,将此温度计称为湿球温度计,在热湿交换达到平衡,即稳定条件下,所测得的读数称为空气的湿球温度。另一支未包纱布的温度计相应地称为干球温度计,所测得的温度称为干球温度,也就是实际的空气温度。
在工程应用中,要测量绝热饱和温度t'w是不可能的。因此,常用干、湿球温度计中湿球温度计的读数tw来代替t'w,虽然tw不是一个状态参数,受风速及测量条件的影响.但只要测量方法正确,在风速大于4 m/s的情况下,两者相差不大,在一般的工程应用中是完全允许的。
在干、湿球温度计中,如果湿纱布中的水分不蒸发.两支温度计的读数应该是相等的。但由于空气是未饱和空气,湿球纱布上的水分将蒸发,水分蒸发所需的热量来自两部分:一部分是降低湿布上水分本身的温度而放出热量,另一部分是由于空气温度f高于湿纱布表面温度,通过对流换热空气将热量传给湿球。湿纱布上水分不断蒸发的结果.使湿球温度计的读数不断降低。最后,当达到热湿平衡时,湿纱布上水分蒸发的热量全部来自空气的对流换热.纱布上水分温度不再降低。此时,湿球温度计的读数就是湿球温度tw。
由于干、湿球温度计受风速及测量环境的影响,在相同的空气状态下,可能会出现不同的湿球温度的数值。为此,应防止干、湿球温度计与周围环境之间的辐射换热,以及保证4 m/s以上的风速。这样测得的tw值,才能非常接近绝热饱和温度t'w的值,否则就会产生较大的误差。