[發明專利]“加法”濕度測量方法及其“加法”濕度測量裝置

有效

• 申請號: 201210063275.0
• 申請日: 2012-03-12
• 公開（公告）號: CN102607981A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 陳潔
• 申請（專利權）人: 陳潔
• 主分類號: G01N5/00
• 分類號: G01N5/00;G01N1/22;G01N1/44
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽;曾人泉

技術領域

本發明涉及對物理學和化學所說的“絕對濕度”和“相對濕度”進行精確和快速測定的技術領域，涉及一種全新的濕度測量方法——“加法”濕度測量方法或工藝，及其按“加法”濕度測量方法所制造的“加法”濕度測量裝置。?

背景技術

大氣中氣態水的含量在科技上通常定義為“大氣絕對濕度”或“大氣相對濕度”兩種，其中，“大氣相對濕度”簡稱“相對濕度”（RH）或“濕度”。人們通常所說的“濕度”（RH）就是指“大氣相對濕度”，其物理意義為：大氣中所含有水蒸氣分壓的度量值e與當時環境溫度下地球海平面上的飽和水蒸氣分壓E的比值：?

RH%?=?e/E*100%???（公式1）。

“濕度”定義后的200多年來，發明了許多不同的測量技術，除了以體積膨脹原理測量的毛發式和雙金屬片式濕度儀之外還有以水蒸氣的不同揮發速度原理來測定的雙球式干濕濕度儀等不下二三十種，測量手段各異的測量方法。到目前為止，最方便又最經典的測定方法還是要算“冷鏡式露點濕度儀”了。?

從上世紀70年代起，各種數字式電子濕度儀得到了廣泛的應用，相對濕度成為大家所熟悉的大氣參數?，F有的電子濕度儀產品有：電容式、電阻式和薄膜電容式等多種類型，統稱為電子式濕度傳感器類產品。但是，這些產品由于電子濕敏元件本身的濕敏特性與相對濕度或絕對濕度的物理定義不相同，加上各種濕度傳感器元器件老化等原因，所以這些電子類的濕度儀或濕敏傳感器本身并不能直接地將濕度值獨立地、直接地測定出來，而是需要“逐只”通過傳統的、被視為濕度測量標準的“露點法冷鏡式濕度儀”，進行濕度測量的“標準導入”。所述的“標準導入”，就是在電子式濕度儀出廠校準時或售后定期校準時，將各種電子式濕度儀“逐只”從稱為“標準濕度發生器”的儀器所發生的標準濕度氣體測得的電信號變量，按照由“冷鏡式露點濕度儀”對“標準濕度發生器”校準得到的數值來調整、顯示和表達，以“冷鏡式露點濕度儀”所校準的濕度值作為各種電子濕度儀顯示的標準值。?

這一過程是當前電子數字濕度儀生產和校驗過程中不可或缺的工藝過程，叫做濕度測量儀的“標準傳遞”，其中由“冷鏡式露點濕度儀”測得的濕度量值是“冷鏡式露點濕度儀”的“導出標準”，各種數字式濕度儀將依照這個“導出標準”進行濕度輸出量值的調整。?

在數字式電子濕度儀問世之前，各種測量“相對濕度”的設備是按照最常用且經典的測定方法“露點法”進行工作的。與其他可直接測量得到的大氣參數，如溫度、大氣壓強、風速等測量過程不同，?用“露點法”對“相對濕度”的測定，首先得到的是一個“間接”的溫度參量“露點溫度”，然后再從“露點溫度”推算出水汽分壓值e。因而，“露點法”是一種“間接”的濕度測量技術。?

?在物理學里定義“大氣絕對濕度”是關于單位體積的空間里所包含的“水蒸汽”質量的實際數值，用g/L或Kg/m³作為度量單位，絕對濕度也可稱為“水汽絕對密度”。但是，要將水蒸氣從水蒸氣與大氣的混合物中完全地單獨地提取出來直接測定水分的多少，是一件“十分”困難的事。直到如今這個完全提取水分的問題一直沒有得到很好的解決。因此，自從“濕度”定義后的200多年以來，在科學和技術上一直采用各種“間接”的測量方法來解決“濕度測量”這個難題。?

所謂的“間接”測量是選擇一個與“絕對濕度”變化相關聯的參量，并用這個參量的變化規律來說明、代替或解釋“濕度”的變化。?

由“氣態方程”人們了解到，在一定溫度T的空間V里，氣體的壓強P和氣體的質量M有著嚴格的線性變化關系。所以200多年來，在幾乎所有的“濕度”測量技術中都采用測量水蒸氣的壓強P的辦法來替代難以提取、也難以精確測量到的水蒸氣的質量M。?

對要求不高的“絕對濕度”的測定，之前是通過先用“露點法”測定得到相對的濕度值，然后再換算得到“絕對濕度”的。由于“相對濕度”的測定的精度本身不能超過±1%，因此轉化到“絕對濕度”時的測量誤差就越來越大，尤其是低濕度和高溫環境對象的“絕對濕度”的測定和換算，其誤差范圍在理論上就可以高達±20%以上。?

目前的測濕手段，在“絕對濕度”的“直接”測定方面，主要有電解吸收法、飽和鹽法、硫酸法等等。盡管這些“直接”測定的方法的精度都相當高，但是，它們都因為平衡或吸收過程的太慢而只能局限在各種實驗室環境下應用，不能推廣和在現場環境里得到普遍應用。?