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濕度計(jì)量技術(shù)的發(fā)展

2011-04-14 08:20:12張文東上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院
上海計(jì)量測(cè)試 2011年1期
關(guān)鍵詞:電容式露點(diǎn)水蒸氣

張文東/上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院

0 引言

隨著技術(shù)的進(jìn)步,濕度測(cè)量已經(jīng)遍及工農(nóng)業(yè)、國(guó)防和科技領(lǐng)域,各類(lèi)濕度測(cè)量?jī)x器廣泛使用于石化、微電子、通信、氣象、電力、環(huán)境監(jiān)測(cè)、制藥、建筑、空調(diào)、軍工航天、煙草、汽車(chē)等行業(yè),不僅使用數(shù)量越來(lái)越多,而且用戶(hù)對(duì)其環(huán)境適應(yīng)性、測(cè)量范圍、響應(yīng)速度、測(cè)量精度等方面要求也越來(lái)越高。社會(huì)的需求極大地促進(jìn)了濕度測(cè)量技術(shù)的發(fā)展,各種新技術(shù)、新原理不斷涌現(xiàn),儀器的技術(shù)性能不斷提高,對(duì)濕度量值溯源提出了更高的要求,從而推動(dòng)了世界濕度計(jì)量技術(shù)的快速發(fā)展。

1 概述

真正意義上的濕度測(cè)量技術(shù)是20世紀(jì)初才出現(xiàn)的,早期主要用于氣象測(cè)量,后來(lái)逐漸擴(kuò)展到工農(nóng)業(yè)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)各領(lǐng)域,隨著技術(shù)的發(fā)展越顯其重要性。在許多技術(shù)工藝和科學(xué)研究過(guò)程中,濕度是一個(gè)極為重要的技術(shù)參數(shù),它不僅關(guān)系到工農(nóng)業(yè)和國(guó)防產(chǎn)品的質(zhì)量,而且對(duì)安全生產(chǎn)、節(jié)能減排和環(huán)境與社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展都具有十分重要的意義。濕度測(cè)量技術(shù)是伴隨著社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐的迫切需求而在近幾十年內(nèi)快速發(fā)展起來(lái)的,它在理論性和系統(tǒng)性上遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如溫度、壓力等其他物理量那么完善。濕度既是一個(gè)物理量又是一個(gè)化學(xué)量。盡管1963年第一屆國(guó)際濕度會(huì)議對(duì)濕度和水分的定義進(jìn)行了界定,將氣體中水蒸氣的含量稱(chēng)為濕度(Humidity),而將液體和固體中水的含量則稱(chēng)為水分(Moisture),但是由于濕度測(cè)量誕生于生產(chǎn)實(shí)踐,不同行業(yè)的工藝需求出現(xiàn)了各種各樣的濕度表達(dá)方式,且都難于以實(shí)物方式來(lái)體現(xiàn),它們之間雖然可以相互換算,但換算時(shí)還涉及到溫度、壓力、密度、成分等很多參數(shù),因此要實(shí)現(xiàn)濕度量值的完全統(tǒng)一和建立濕度國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)就顯得十分困難,目前理論上比較成熟、溯源性比較好、在國(guó)際上能夠?qū)崿F(xiàn)相互比對(duì)的濕度物理量只有露點(diǎn)溫度和霜點(diǎn)溫度(有時(shí)統(tǒng)稱(chēng)為露點(diǎn)溫度)。

目前常用的濕度表示方式很多,其中化學(xué)類(lèi)濕度量主要有:質(zhì)量混合比(Mixing rate,g/kg)、 含 濕 量 /比 濕(Specific Humidity,g/kg)、體積比/體積分?jǐn)?shù)(Parts per million,μL/L)等;物理類(lèi)濕度量主要有:相對(duì)濕度(Relative Humidity,%RH)、露點(diǎn)溫度(Dew point temperature,℃DP)、霜點(diǎn)溫度(Frost point temperature,℃ FP)、絕對(duì)濕度(Absolute Humidity,kg/m3)、水蒸氣分壓力(Fractional Vapor pressure,Pa)等,其中具有成分含量概念的濕度量(如混合比、體積比、比濕、飽和度等),在測(cè)量過(guò)程中均與其溫度、壓力等狀態(tài)參數(shù)無(wú)關(guān);物理類(lèi)濕度量中,露點(diǎn)溫度、霜點(diǎn)溫度等參數(shù)在測(cè)量過(guò)程中卻與溫度無(wú)關(guān),僅與壓力有關(guān);而相對(duì)濕度、絕對(duì)濕度、水蒸氣分壓力等參數(shù)則與溫度、壓力均有關(guān)。

相對(duì)濕度是人們最熟知、應(yīng)用最廣泛的濕度量,主要用于室內(nèi)外環(huán)境濕度測(cè)量(包括氣象探測(cè))。它是指氣體中水蒸氣的摩爾分?jǐn)?shù)與相同溫度、壓力條件下飽和水蒸氣的摩爾分?jǐn)?shù)之比,用百分?jǐn)?shù)表達(dá),代表了氣體接近水飽和的程度,空氣達(dá)到水飽和就可能凝露、結(jié)霜或下雨,在實(shí)驗(yàn)室和廠(chǎng)房中相對(duì)濕度越高,凝露風(fēng)險(xiǎn)越大。由于相對(duì)濕度與溫度、壓力密切相關(guān),有時(shí)盡管空氣中的含濕量增加了,但因空氣溫度上升得更多,其相對(duì)濕度反而降低。

相對(duì)濕度的定義也在不斷發(fā)展,2010年5月在斯洛文尼亞召開(kāi)的第六屆國(guó)際濕度大會(huì)上,專(zhuān)家組對(duì)溫度100 ℃以上的原相對(duì)濕度定義提出了修改意見(jiàn),飽和水蒸汽壓以一個(gè)大氣壓為極限顯然不合適。

2 濕度計(jì)量理論的進(jìn)展

根據(jù)拉烏爾定律,在一定溫度下,稀溶液中的水分摩爾含量百分?jǐn)?shù)等于該溶液表面的平衡相對(duì)濕度,而對(duì)于其他固體和液體物質(zhì),也存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系,因此,環(huán)境中空氣相對(duì)濕度越高,各種材料所能吸收的水分也越多。根據(jù)此原理,可以制備出不同種類(lèi)和濃度的鹽溶液用于相對(duì)濕度現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定,其中國(guó)際認(rèn)可且使用較多的有十多種飽和鹽溶液(很多歐洲國(guó)家將其定為相對(duì)濕度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)),如在25℃時(shí)氯化鈉飽和鹽溶液的平衡相對(duì)濕度為75.3%RH。

直接測(cè)量或發(fā)生相對(duì)濕度的儀器和方法有很多種,其中測(cè)量?jī)x器有機(jī)械式(毛發(fā)式和高分子彈性元件式)、干濕球式(阿斯曼式和自然通風(fēng)式)和濕度傳感器式(高分子電容式和電阻式),以上原理都不能直接復(fù)現(xiàn)相對(duì)濕度的定義,而需要溯源到露點(diǎn)溫度、飽和水蒸氣壓力等其他參數(shù)的定義。

20世紀(jì)70年代以前,在其他濕度測(cè)量技術(shù)還不成熟、不普及的情況下,阿斯曼式通風(fēng)干濕表作為當(dāng)時(shí)世界氣象組織(WHO)的濕度最高標(biāo)準(zhǔn),用于濕度國(guó)際比對(duì),到20世紀(jì)90年代才逐漸被冷鏡式露點(diǎn)儀替代。另外,相對(duì)濕度測(cè)量?jī)x器的測(cè)量準(zhǔn)確度會(huì)受溫度的影響,其技術(shù)指標(biāo)一般都是在一定溫度條件下給出的。

露點(diǎn)溫度是指將濕氣等壓冷卻至飽和狀態(tài)(即相對(duì)濕度為100%RH)時(shí)的溫度,它是一種假想的溫度,單位與溫度相同,可是它的作用卻是用來(lái)表示氣體的濕度。目前冷鏡式露點(diǎn)儀的技術(shù)已較成熟 ,在很寬的濕度范圍內(nèi)能比較方便地直接復(fù)現(xiàn)露點(diǎn)溫度的定義,因此露點(diǎn)這一參數(shù)就顯得十分重要。世界各國(guó)實(shí)際的濕度量值傳遞都是通過(guò)它來(lái)實(shí)現(xiàn)的,而且露點(diǎn)在很多行業(yè)也是極其重要的參數(shù),如石化、電力、半導(dǎo)體、國(guó)防等,往往與生產(chǎn)安全息息相關(guān),目前工業(yè)上廣泛使用露點(diǎn)儀主要有氧化鋁電容式和高分子電容式兩種 ,實(shí)際測(cè)量下限為-90 ℃DP,準(zhǔn)確度為(±3~±5)℃DP。

質(zhì)量混合比(簡(jiǎn)稱(chēng)混合比)是指濕氣中水蒸氣質(zhì)量與干氣質(zhì)量之比,它與空調(diào)工程常用的含濕量為同一概念。

體積比是指水蒸氣的分體積與干氣的分體積之比的106倍,該參數(shù)經(jīng)常用于氣體微量水分測(cè)量中。直接測(cè)量體積比的濕度計(jì)為P2O5電解式水分儀等。

絕對(duì)濕度是指單位體積濕氣中水蒸氣的質(zhì)量,該參數(shù)常用于工程計(jì)算。目前用于測(cè)量絕對(duì)濕度的儀器很多,主要包括紅外線(xiàn)法、紫外線(xiàn)法、微波法、熱導(dǎo)法、光腔衰蕩光譜法等,這類(lèi)儀器價(jià)格高,一般僅限于高溫、超低濕等特殊場(chǎng)合使用。

水蒸氣分壓力目前主要用于100℃以上的高溫濕度測(cè)量,測(cè)量?jī)x器有氧化鋯濕度儀等。

長(zhǎng)期以來(lái),各國(guó)科學(xué)家一直致力于水蒸氣和濕空氣的物理化學(xué)特性研究,在濕度測(cè)量領(lǐng)域也涉及這方面的關(guān)鍵參數(shù),如飽和水蒸氣的壓力、密度、壓縮因子和濕空氣/氣體的密度、增強(qiáng)系數(shù)、壓縮因子等,研究結(jié)果很多,方程也有很多種。對(duì)于飽和水蒸氣壓,在濕度界一般傾向于采用以Wexler方程(對(duì)應(yīng)IPTS-68)為基礎(chǔ)推導(dǎo)至IPTS-90溫標(biāo)的各種方程(如Sonntag方程),增強(qiáng)系數(shù)一般采用Greenspan方程,這些方程是進(jìn)行濕度計(jì)算和各種濕度表示方式之間相互換算的基礎(chǔ)。目前用于濕度計(jì)算的軟件不少,大多以該方程為依據(jù)。

3 濕度測(cè)量技術(shù)新進(jìn)展

3.1 濕度傳感器技術(shù)

近年來(lái)濕度測(cè)量技術(shù)的大面積推廣應(yīng)用得益于濕度傳感器技術(shù)的高速發(fā)展,其性能越來(lái)越好,成本越來(lái)越低。濕度傳感器主要包括電容式和電阻式兩種,在電容式中最突出的為聚酰亞胺高分子濕敏電容傳感器,從基片形式上可分為陶瓷基片(testo)、玻璃基片(vaisala)和無(wú)基片(rotronic)三種,感濕層均為聚酰亞胺高分子薄膜,其適用溫度范圍-60℃~180℃,濕度測(cè)量范圍0%RH~99%RH,耐水性好, 常溫潔凈環(huán)境下年穩(wěn)定性在1%RH以?xún)?nèi),最高準(zhǔn)確度可達(dá)±0.8%RH,技術(shù)性能還在不斷提高。電容式傳感器還有陶瓷電容式、氧化鋁電容式,主要用于測(cè)量高溫濕度。

高分子電容式的種類(lèi)非常多,傳統(tǒng)的為電容信號(hào)輸出,近年來(lái)出現(xiàn)了采用集成電路工藝將濕敏電容與信號(hào)處理部分結(jié)合起來(lái)做成的一體式芯片,不僅體積非常小,而且能直接輸出標(biāo)準(zhǔn)的模擬信號(hào)(honeywell),有的還能直接進(jìn)行計(jì)算機(jī)通訊(Sensirion)。

電阻式濕度傳感器主要包括電解質(zhì)式(氯化鋰等)、陶瓷式(四氧化三鐵等)和碳膜式,它們的各項(xiàng)技術(shù)性能都不如高分子電容,但因成本特別低,大量用于家庭或低端工業(yè)領(lǐng)域。

由于紅外衛(wèi)星遙測(cè)的精度不夠高,目前仍采用探空儀測(cè)量高空平流層水氣分布。以前探空儀中濕度傳感器主要為碳膜電阻式,其適用溫度下限不足-30℃,目前逐漸為高分子電容替代,溫度下限可低至-60℃。

出于對(duì)防爆、抗電磁干擾等方面的考慮,目前國(guó)內(nèi)外都在進(jìn)行光纖濕度傳感器的研究,但研究成果還未達(dá)實(shí)用階段。

近年來(lái)隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展,溫濕度測(cè)量技術(shù)也逐漸向信息化邁進(jìn),溫濕度傳感器和儀器由模擬式逐步轉(zhuǎn)向數(shù)字式,在功能上由數(shù)據(jù)存貯記錄式和有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)式逐步向無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)式發(fā)展。目前傳感器的無(wú)線(xiàn)傳送距離能達(dá)100 m以上,基本滿(mǎn)足環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室、廠(chǎng)房、倉(cāng)庫(kù)等場(chǎng)合的溫濕度分布檢測(cè)要求,大大減輕了測(cè)量人員的工作量。

3.2 光學(xué)濕度測(cè)量技術(shù)

近年來(lái)各種紅外和激光濕度測(cè)量技術(shù)發(fā)展很快,迅速進(jìn)入實(shí)用階段。紅外濕度計(jì)是利用水分子對(duì)某種紅外特征光譜的選擇吸收作用而設(shè)計(jì)制造的,最早的紅外濕度計(jì)十分復(fù)雜,主要用于大氣探測(cè)和衛(wèi)星遙測(cè)以確定大氣層水分分布。隨著技術(shù)的發(fā)展,目前推出的紅外濕度計(jì)的價(jià)格和尺寸已和其他普通濕度計(jì)相當(dāng)了,它的特點(diǎn)是直接測(cè)量絕對(duì)濕度,穩(wěn)定比較好,測(cè)量范圍寬。

光腔衰蕩光譜(DRDS)技術(shù)是近年發(fā)展起來(lái)的一種檢測(cè)技術(shù),它也是利用某種氣體成分對(duì)其特征光譜的選擇性吸收而制造的,與紅外濕度計(jì)不同之處在于:紅外濕度計(jì)測(cè)量一定光程中光強(qiáng)度的衰減量,而DRDS則利用特殊的光反射和透射結(jié)構(gòu),直接測(cè)量光全部衰減所需的時(shí)間。由于時(shí)間測(cè)量的分辨率和準(zhǔn)確度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于光強(qiáng)度測(cè)量,因此DRDS特別適合于超低濕領(lǐng)域的測(cè)量,而該領(lǐng)域恰恰需求最迫切卻又一直沒(méi)有找到比較有效的測(cè)量方法。

3.3 超低濕測(cè)量技術(shù)

所謂超低濕是指霜點(diǎn)在-75℃DP以下,即體積含水量在(1~1000)ppb的氣體濕度,主要用于微電子和石化等行業(yè)。該類(lèi)儀器以往主要有電解式、石英振蕩式、氧化鋁電容式和冷鏡式。其中電解式最為經(jīng)典,準(zhǔn)確度可達(dá)±5%以?xún)?nèi),測(cè)量下限最低可達(dá)10 ppbv。氧化鋁電容式體積小、成本低,測(cè)量下限最低可達(dá)100 ppbv。

大氣壓離子質(zhì)譜儀(APIMS)是通過(guò)測(cè)量分子離子的質(zhì)荷比來(lái)檢測(cè)水蒸氣濃度,該法適于ppb量級(jí)的濕度測(cè)量,準(zhǔn)確度達(dá)20%左右,還可測(cè)量其他組份,缺點(diǎn)是成本高,操作復(fù)雜。

近年來(lái)出現(xiàn)的光腔衰蕩光譜式技術(shù),準(zhǔn)確度比較高,測(cè)量下限可達(dá)1 ppbv。

4 濕度計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)研究進(jìn)展

4.1 重量法濕度計(jì)

目前世界各國(guó)的濕度基準(zhǔn)大多是依據(jù)質(zhì)量混合比的定義建立的,一般由重量法濕度計(jì)配動(dòng)態(tài)濕度發(fā)生器構(gòu)成。我國(guó)也是如此,現(xiàn)保存于中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院,其測(cè)量范圍為混合比(0.2~19)g/kg,相應(yīng)的露點(diǎn)范圍為(-30~20)℃DP,混合比測(cè)量的不確定度 Δγ/γ≤0.31%(k=3)。國(guó)際上,美國(guó)NIST重量法濕度計(jì)范圍為(-60~30)℃DP,不確定度為0.13%,日本NIM為0.11%。

由于重量法濕度計(jì)的露點(diǎn)范圍很狹窄,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能覆蓋實(shí)際的濕度測(cè)量范圍,目前國(guó)際上一般都以標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器作為重量法濕度計(jì)的補(bǔ)充,對(duì)低露點(diǎn)和高露點(diǎn)量程進(jìn)行濕度量值傳遞。

4.2 冷鏡式露點(diǎn)儀

由于重量法濕度計(jì)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,操作極為麻煩,使用頻率極低,實(shí)際上各國(guó)都極少將其直接用于濕度量值傳遞,而是用來(lái)對(duì)自用的標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器或冷鏡式露點(diǎn)儀進(jìn)行傳遞,然后再以此為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)外傳遞。另外由于標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器一般體積龐大、重量重,運(yùn)輸不便,所以冷鏡式露點(diǎn)儀成為實(shí)際上唯一可移動(dòng)的濕度傳遞標(biāo)準(zhǔn)。

冷鏡式露點(diǎn)儀從檢露方式可分為目測(cè)式、閾值式(轉(zhuǎn)折點(diǎn)式)和自動(dòng)光電平衡式三種,而作為濕度標(biāo)準(zhǔn)的必須是自動(dòng)光電平衡式。冷鏡式露點(diǎn)儀經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,通過(guò)多級(jí)壓縮制冷技術(shù)與熱電致冷技術(shù)的結(jié)合,目前最大測(cè)量范圍達(dá)到(-100~95)℃DP,準(zhǔn)確度優(yōu)于±0.1℃DP。本文通過(guò)對(duì)幾種冷鏡式露點(diǎn)儀在標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器上進(jìn)行反復(fù)測(cè)量,顯示在0℃DP露點(diǎn)以上時(shí),露點(diǎn)儀的結(jié)果復(fù)現(xiàn)性?xún)?yōu)于0.03℃DP,因此有可能將其準(zhǔn)確度提高至±0.05℃DP以?xún)?nèi),這對(duì)實(shí)際濕度量傳是十分有用的,因?yàn)?.1℃DP露點(diǎn)誤差換算至相對(duì)濕度最大達(dá)0.6%RH,對(duì)于1%RH精度以?xún)?nèi)的傳感器就顯得過(guò)大。

(-30~0)℃DP之間,由于過(guò)冷水的存在,露點(diǎn)儀鏡面可能出現(xiàn)結(jié)露、結(jié)霜和霜露共存三種現(xiàn)象,從而給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)很大的不確定度,針對(duì)這一問(wèn)題,除采用目測(cè)觀(guān)察鏡判別外,還出現(xiàn)了圖象法和聲表波檢露法自動(dòng)判別霜露的技術(shù),但技術(shù)的成熟性有待檢驗(yàn)。

另外,針對(duì)冷鏡式露點(diǎn)儀在測(cè)量低露點(diǎn)時(shí)鏡面成露困難而造成反應(yīng)速度慢的問(wèn)題,瑞士MBW發(fā)明了自動(dòng)加濕技術(shù),當(dāng)鏡面難于成露時(shí)就注入一定量的濕氣,使鏡面得以結(jié)露,從而大大縮短平衡時(shí)間。

露點(diǎn)儀的正確操作也十分重要,鏡面應(yīng)采用脫脂棉簽蘸專(zhuān)用清潔液進(jìn)行定期清潔。采用內(nèi)拋光不銹鋼管或壁厚>1 mm的PTFE管作樣氣管,保持合適的樣氣流量,注意露點(diǎn)室壓力情況,在測(cè)量(-30~0)℃DP之間露點(diǎn)時(shí),最好先測(cè)量-40℃DP以下露點(diǎn),然后將露點(diǎn)逐漸升高,以避免出現(xiàn)霜露不能確定的情況。

4.3 濕度發(fā)生器

按工作原理濕度發(fā)生器主要包括雙壓法、雙溫法、滲透法、分流法、庫(kù)侖法等。其中雙壓法、雙溫法有比較完善的理論支持,其結(jié)果不依賴(lài)于載氣的干燥程度,所涉及的參量為溫度和壓力,其測(cè)量技術(shù)比較成熟,準(zhǔn)確度很高,因此以該原理構(gòu)造的發(fā)生器可具有很高的準(zhǔn)確度,甚至可作為濕度基準(zhǔn)的補(bǔ)充。

目前濕度下限最低的俄羅斯VNIIM雙溫法發(fā)生器,露點(diǎn)范圍為(-120~-20)℃DP,不確定度為0.13℃DP(k=2)。濕度上限最高的為我院1996年研制的雙溫雙壓法高溫發(fā)生器,露點(diǎn)范圍為(40~145)℃DP,準(zhǔn)確度為±0.1℃DP。最近我院又研制成功一套雙溫雙壓法的高低溫可變壓力標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器,露點(diǎn)范圍為(-70~88)℃DP,不確定度為0.05℃DP(k=2),相對(duì)濕度范圍:5%RH~95%RH(-50~90)℃,樣品測(cè)試室尺寸φ150×400,最大樣氣流量30 L/min,測(cè)試室可變壓,為目前國(guó)內(nèi)唯一的能進(jìn)行低溫低氣壓下濕度檢測(cè)的設(shè)備。

分流法濕度發(fā)生器雖然準(zhǔn)確度不夠高,但是其反應(yīng)速度非???,濕度范圍非常寬(從相對(duì)濕度至低露點(diǎn)),有的體積很小,在相對(duì)濕度和低露點(diǎn)檢測(cè)中很適合于以露點(diǎn)儀為標(biāo)準(zhǔn)器的配套設(shè)備。

滲透法濕度發(fā)生器主要用于低露點(diǎn),因其滲透管的滲透率在理論上可溯源至重量法濕度基準(zhǔn),故在理論上其低露點(diǎn)段的溯源性要比其他方法好。另外滲透法的準(zhǔn)確度還取決于載氣的干燥程度。

近年來(lái),隨著磁懸浮稱(chēng)重技術(shù)的發(fā)展和成熟,出現(xiàn)一種以重量法和滲透法結(jié)合的濕度發(fā)生器,通過(guò)磁浮天平連續(xù)稱(chēng)量出向干載氣中滲透的水分的質(zhì)量,就可以發(fā)生一定混合比的濕氣。

庫(kù)侖法濕度發(fā)生器是由電解水產(chǎn)生的氫和氧在催化劑作用下重新形成水,通過(guò)電解電流和載氣流速?zèng)Q定發(fā)生器的最終濕度,PTB建立了該套裝置,其露點(diǎn)下限達(dá)-90℃DP(PTB)。

另外,由于目前水三相點(diǎn)的蒸汽壓力值最準(zhǔn)確,其不確定度達(dá)到0.002%,以該點(diǎn)為基礎(chǔ),通過(guò)混合配比,可以得到更為準(zhǔn)確的濕度量值。

4.4 其他

在對(duì)溫濕度計(jì)和溫濕度傳感器進(jìn)行計(jì)量校準(zhǔn)時(shí),一般采用比較法,以冷鏡式精密露點(diǎn)儀為標(biāo)準(zhǔn)器,用濕度發(fā)生器或溫濕度檢定箱產(chǎn)生穩(wěn)定均勻的溫濕度源,因此溫濕度檢定箱的穩(wěn)定度和均勻度是最重要的指標(biāo),目前以雙溫法原理構(gòu)造的溫濕度檢定箱性能最佳。

低露點(diǎn)計(jì)量方法有標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器法和比較法兩種,標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器主要有雙壓法、雙溫法和滲透法。而比較法是目前最常用的方法,它是以冷鏡式精密露點(diǎn)儀為標(biāo)準(zhǔn)器,通過(guò)分流法露點(diǎn)發(fā)生器產(chǎn)生兩路以上恒定露點(diǎn)的樣氣來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)被檢儀器的計(jì)量。

5 發(fā)展趨勢(shì)

綜觀(guān)近年來(lái)的發(fā)展趨勢(shì),國(guó)際濕度計(jì)量技術(shù)得到了空前的發(fā)展。目前存在的問(wèn)題是濕度基準(zhǔn)的范圍過(guò)窄,濕度計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確度不夠,難于滿(mǎn)足實(shí)際需求,下一步的研究方向應(yīng)為進(jìn)一步完善濕度基礎(chǔ)理論(包括水蒸氣壓數(shù)據(jù)等),逐步提高各級(jí)濕度基標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確度,拓展?jié)穸确秶?,向PPB級(jí)低露點(diǎn)和高溫高濕方向發(fā)展。

[1]李英干,范金鵬. 濕度測(cè)量[M]. 北京:氣象出版社, 1990,310-340.

[2]張文東. 壓縮系數(shù)對(duì)雙壓法標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器結(jié)果的影響[J]. 計(jì)測(cè)技術(shù), 2010, 30(增刊).

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