大連大學建筑環(huán)境測試技術8

1、大連大學建筑工程學院 2021-7-17 1 建筑環(huán)境測試技術建筑環(huán)境測試技術 2 亮度溫度亮度溫度T Ts s總要總要（ ）物體的真實溫度物體的真實溫度 輻射溫度輻射溫度TpTp總要總要（ ）物體的真實溫度物體的真實溫度 3 非接觸式輻射測溫常用方法有四種：非接觸式輻射測溫常用方法有四種： 分別有分別有（單色高溫計、全輻射單色高溫計、全輻射 高溫計、比色高溫計）高溫計、比色高溫計）、紅外紅外 高溫計等等。高溫計等等。 l 比色法比色法 l 全輻射全輻射法法 l 多色法多色法 l 亮度法亮度法 4 1.1.物鏡；物鏡； 2.2.灰色吸收玻璃；灰色吸收玻璃； 3.3.燈泡；燈泡； 4.4.目鏡；

2、目鏡； 5.5.紅色濾光片；紅色濾光片； 6.6.顯示表頭顯示表頭 燈絲隱滅式光學高溫計燈絲隱滅式光學高溫計 國產WGGZ型光學高溫計 5 亮度平衡時燈絲頂端的輪廓隱滅于被測對象的影像中 （a）燈絲太暗；（b）燈絲太亮；（c）隱絲（正確） 6 1.物鏡；物鏡；2.灰色吸收玻璃灰色吸收玻璃；3.燈泡；燈泡； 4.目鏡；目鏡；5.紅色濾光片；紅色濾光片；6.顯示表頭顯示表頭 圖中的圖中的5 5紅色濾光片造成紅色濾光片造成單色光單色光，它的作用是濾除人眼不敏，它的作用是濾除人眼不敏 感的光譜段，僅讓中心光譜波長為感的光譜段，僅讓中心光譜波長為0.66 m0.66 m的窄波段通過。的窄波段通過。 此工

3、作光譜段愈窄效果愈好。對于工業(yè)用光學高溫計。光譜范此工作光譜段愈窄效果愈好。對于工業(yè)用光學高溫計。光譜范 圍在圍在O.62O.62O.7mO.7m范圍所造成的誤差可忽略不計。范圍所造成的誤差可忽略不計。 80080014001400 減弱被測物體輻射亮度減弱被測物體輻射亮度 32003200 7 光學高溫計光學高溫計 8 圖3-28光電高溫計工作原理圖 1物鏡；2光闌，3、5孔，4光電器件；6遮光板；7調制器；8永 久磁鋼；9激磁繞組，10透鏡， 11反射鏡，12觀察孔，13前置放 大器；14主放大器；15反饋燈；16電位差計；17被測物體 國產國產WDL型光電高溫計型光電高溫計 2.2.光電

4、光電高溫計高溫計 9 光電高溫計工作原理圖 1物鏡（聚焦輻射能，由3到4）；2光闌，3、5孔（交替打開），4光 電器件（硅光電池）；6遮光板（單色光）；7調制器；8永久磁鋼； 9激磁繞組，10透鏡， 11反射鏡，12觀察孔，13前置放大器； 14主放大器；15反饋燈（輻射能由孔5到4）；16電位差計（自動指示 記錄反饋電流，溫度標定）；17被測物體 單色 瞄準系統(tǒng) 交流電場 10 光電高溫計與光學高溫計相比，主要優(yōu)點有：光電高溫計與光學高溫計相比，主要優(yōu)點有： 1.1.靈敏度高靈敏度高； 2.2.精確度高精確度高； 3.3.使用波長范圍不受限制使用波長范圍不受限制； 4.4. 響應時間短響應時

5、間短； 5.5.便于自動測量與控制便于自動測量與控制 11 三、三、全輻射全輻射高溫計高溫計 根據全輻射定律，基于被測物體的輻射熱效應根據全輻射定律，基于被測物體的輻射熱效應 進行工作的。進行工作的。 12 輻射溫度計與光學高溫計一樣是按絕對黑體進行輻射溫度計與光學高溫計一樣是按絕對黑體進行 溫度分度的，因此用它測量非絕對黑體的具體物體溫溫度分度的，因此用它測量非絕對黑體的具體物體溫 度時，儀表上的溫度指示值將不是該物體的真實溫度，度時，儀表上的溫度指示值將不是該物體的真實溫度， 稱為此被測物體的稱為此被測物體的輻射溫度輻射溫度。由此，輻射溫度定義為：。由此，輻射溫度定義為： 黑體的總輻射能量

6、等于被測非黑體的總輻射溫度。其黑體的總輻射能量等于被測非黑體的總輻射溫度。其 數學表達式為數學表達式為 4 4 p TT 式中式中 T T被測物體的真實溫度；被測物體的真實溫度； T Tp p被測物體的輻射溫度；被測物體的輻射溫度； 被測物體的全發(fā)射率。被測物體的全發(fā)射率。 亦即亦即4 1 p TT (3.6.8) 13 由于由于0 01 1，所以，所以，輻射溫度輻射溫度T Tp p總要低于物體總要低于物體 的真實溫度的真實溫度，表中是部分常用材料在給定溫度范圍內，表中是部分常用材料在給定溫度范圍內 的全發(fā)射率。的全發(fā)射率。 14 輻射溫度計的敏感元件，分光電型與熱敏型兩大類。輻射溫度計的敏感

7、元件，分光電型與熱敏型兩大類。 光電型光電型 常用的有常用的有光電倍增管、硅光電池、鍺光電二極管光電倍增管、硅光電池、鍺光電二極管等。等。 這類敏感元件的特點是響應速度極快，而同類元件光電特性曲線這類敏感元件的特點是響應速度極快，而同類元件光電特性曲線 一致性不是很好，故互換性較差。一致性不是很好，故互換性較差。 (2) (2)熱敏型熱敏型 常用有常用有熱敏電阻、熱電堆熱敏電阻、熱電堆( (由熱電偶串聯(lián)組成由熱電偶串聯(lián)組成) )等。等。 特點是對響應波長無選擇性，靈敏度高，同類元件的熱電特性曲線特點是對響應波長無選擇性，靈敏度高，同類元件的熱電特性曲線 一致性好，響應時間常數較大，通常為一致性

8、好，響應時間常數較大，通常為0.01s0.01s1s1s。 圖3-29 全輻射高溫計的構造示意圖 1.物鏡；2.光闌；3.銅殼；4.玻璃泡；5.熱電堆（熱電偶-電動 勢）；6.鉑黑片（增加吸收系數）；7.吸收玻璃（降低光強 度）；8.目鏡；9.小孔；10.云母片（熱電偶參考端） 15 維思位移定律指出：當溫度升高時，絕對黑體輻維思位移定律指出：當溫度升高時，絕對黑體輻 射能量的光譜分布要發(fā)生變化。一方面輻射峰值向波射能量的光譜分布要發(fā)生變化。一方面輻射峰值向波 長短的方向移動，另一方面長短的方向移動，另一方面光譜分布曲線的斜率將明光譜分布曲線的斜率將明 顯增加；斜率的增加致使兩個波長對應的光譜

9、能量比顯增加；斜率的增加致使兩個波長對應的光譜能量比 發(fā)生明顯的變化發(fā)生明顯的變化。 四、比色溫度計四、比色溫度計 由由維恩位移定律維恩位移定律可知、若能測出黑體光譜輻射亮可知、若能測出黑體光譜輻射亮 度最大時的對應波長度最大時的對應波長mm，便可方便得到黑體的溫度。，便可方便得到黑體的溫度。 工程中，常用的比色溫度計就是基于這一原理，通過工程中，常用的比色溫度計就是基于這一原理，通過 對黑體光譜輻射亮度的測量實現(xiàn)非接觸測溫的。對黑體光譜輻射亮度的測量實現(xiàn)非接觸測溫的。 16 所以，比色溫度可定義為：絕對黑體輻射的兩個所以，比色溫度可定義為：絕對黑體輻射的兩個 波長波長1 1和和2 2的亮度比

10、等于被測輻射體在相應波長下的亮度比等于被測輻射體在相應波長下 的亮度比時，絕對黑體的溫度就稱為這個被測輻射體的亮度比時，絕對黑體的溫度就稱為這個被測輻射體 的比色溫度。的比色溫度。 根據測量兩個光譜能量比根據測量兩個光譜能量比( (兩波長下的亮度比兩波長下的亮度比) )來測來測 量物體溫度的方法稱量物體溫度的方法稱比色測溫法比色測溫法； 實現(xiàn)此種測量的儀器稱實現(xiàn)此種測量的儀器稱比色高溫計比色高溫計。 用此種方法測量非黑體時所得的溫度稱之為用此種方法測量非黑體時所得的溫度稱之為“比色溫比色溫 度度”或或“顏色溫度顏色溫度”。 17 與光譜輻射溫度計相比，比色高溫計的準確度通常較高、更與光譜輻射溫

11、度計相比，比色高溫計的準確度通常較高、更 適合在煙霧、粉塵大等較惡劣環(huán)境下工作。國產適合在煙霧、粉塵大等較惡劣環(huán)境下工作。國產WDSWDSIIII光電比光電比 色高溫計的原理示意圖如圖色高溫計的原理示意圖如圖3-303-30所示。所示。 1.物鏡；物鏡；2.平行平面玻璃；平行平面玻璃； 3.回零硅光電池；回零硅光電池；4.透鏡；透鏡； 5.分光鏡；分光鏡；6.紅外濾光片；紅外濾光片； 7.硅光電池硅光電池E2； 8.硅光電池硅光電池E1； 9.可見光濾光片；可見光濾光片； 10.反射鏡，反射鏡， 11.例像鏡；例像鏡；12.目鏡目鏡 WDS II 型光電比色高溫計 圖中光電比色高溫計中選用的兩

12、波長分別為圖中光電比色高溫計中選用的兩波長分別為可見光與紅外光可見光與紅外光。 如果兩個波長均選在紅外光波段，則該儀表稱為紅外比色溫度計，如果兩個波長均選在紅外光波段，則該儀表稱為紅外比色溫度計， 可用來測量較低溫度?？捎脕頊y量較低溫度。 高溫比色測溫儀高溫比色測溫儀 18 紅外線是位于可見光中紅光以外的光線，故稱為紅外線。紅外線是位于可見光中紅光以外的光線，故稱為紅外線。 它的波長范圍大致在它的波長范圍大致在0.750.751000m1000m的頻譜范圍之內的頻譜范圍之內 紅外輻射的物理本質是紅外輻射的物理本質是熱輻射熱輻射。物體的溫度越高，輻射出來。物體的溫度越高，輻射出來 的紅外線越多，

13、紅外輻射的能量就越強。太陽光譜最大的熱效應的紅外線越多，紅外輻射的能量就越強。太陽光譜最大的熱效應 出現(xiàn)在紅外輻射的頻率范圍內，因此人們又將紅外輻射稱為熱輻出現(xiàn)在紅外輻射的頻率范圍內，因此人們又將紅外輻射稱為熱輻 射或熱射線。射或熱射線。 u紅外測溫紅外測溫 19 圖圖 紅外測溫儀結構原理紅外測溫儀結構原理 20 MODEL TES-1326/TES-1327 .可選擇/單位 .背光顯示 .雷射指示測量位置 .發(fā)射率可調整 (1327) .超過高低警戒點蜂鳴器響聲警示 (1327) .資料記錄儲存及讀取功能 (1327) .最大值、最小值功能特性 特性： .0.1/0.2分辨率 .-20+50

14、0 .內裝雷射指示光點、背光顯示 .資料記錄儲存及讀取容量99筆 (1327) .發(fā)射率可調整 (1327) .超過高低警戒點蜂鳴器響聲警示 (1327) .最大值、最小值記錄 紅外線溫度計紅外線溫度計 21 第第3 3章章 溫度測量溫度測量 3.1 3.1 溫度測量概述溫度測量概述 3.2 3.2 膨脹式溫度計膨脹式溫度計 3.3 3.3 熱電偶測溫熱電偶測溫 3.4 3.4 熱電阻測溫熱電阻測溫 3.5 3.5 非接觸測溫非接觸測溫 第第4 4章章 濕度測量濕度測量 22 本次課開始新內容（8） 23 第第4 4章章 濕度測量濕度測量 P106P106 一、空氣濕度的表示方法一、空氣濕度的

15、表示方法 濕度濕度是表示是表示空氣中水蒸氣空氣中水蒸氣含量多少的尺度。含量多少的尺度。 空氣濕度常用表示方法：空氣濕度常用表示方法：絕對濕度絕對濕度、相對濕度相對濕度和和含濕含濕 量量三種。三種。 專家認為室內最佳濕度專家認為室內最佳濕度 如下：如下： 居室環(huán)境：居室環(huán)境：40%-40%- 70%RH(70%RH(相對濕度相對濕度) ) 最有利的防病、治病環(huán)最有利的防病、治病環(huán) 境：境：40%-60%RH40%-60%RH 24 絕對濕度絕對濕度-每每立方米濕空氣立方米濕空氣（或其他氣體），在標準狀（或其他氣體），在標準狀 態(tài)下（態(tài)下（00，760mmHg760mmHg）所含）所含水蒸氣的重量

16、水蒸氣的重量，即濕空氣中水，即濕空氣中水 蒸氣的密度，常用蒸氣的密度，常用表示，單位為克表示，單位為克/ /米米3 3。 絕對濕度只能說明濕空氣中實際所絕對濕度只能說明濕空氣中實際所含水蒸汽的質量的含水蒸汽的質量的 多少多少，而不能說明，而不能說明濕空氣干燥或潮濕的程度濕空氣干燥或潮濕的程度及吸濕能力的及吸濕能力的 大小。大小。 1 1絕對濕度絕對濕度 25 相對濕度能表征濕空氣中水蒸氣相對濕度能表征濕空氣中水蒸氣接近飽和接近飽和含量的程度。含量的程度。 2 2相對濕度相對濕度 相對濕度相對濕度-空氣中空氣中水蒸氣分壓力水蒸氣分壓力pn與同溫度下飽和水與同溫度下飽和水 蒸氣壓力蒸氣壓力pb之比

17、值。表示為之比值。表示為 (4.0.1) 空氣中水蒸氣分壓力空氣中水蒸氣分壓力pn的計算公式為：的計算公式為： BAPP Swsbn )( , 100% n b P P 26 式中式中 Pb,s 濕球溫度下飽和水蒸氣壓力；濕球溫度下飽和水蒸氣壓力； Pn 空氣中水蒸氣分壓力；空氣中水蒸氣分壓力； w、s 分別為空氣的干、濕球溫度；分別為空氣的干、濕球溫度； A 與風速與風速 v 有關的系數；有關的系數； B 大氣壓力。大氣壓力。 BAPP Swsbn )( , 相對濕度相對濕度表征濕空氣中水蒸氣接近飽和含量的程度。表征濕空氣中水蒸氣接近飽和含量的程度。 值小，說明濕空氣飽和程度小，吸收水蒸氣的

18、能力強；值小，說明濕空氣飽和程度小，吸收水蒸氣的能力強； 值大則說明濕空氣飽和程度大，吸收水蒸氣的能力弱。值大則說明濕空氣飽和程度大，吸收水蒸氣的能力弱。 ( (簡答題簡答題) ) ),()( BvfPf Swn 可見：可見： 27 含濕量含濕量-濕空氣中，每公斤干空氣所含有的水蒸濕空氣中，每公斤干空氣所含有的水蒸 氣量氣量d，可表示為，可表示為 1000 s w m d m 式中式中 dd含濕量，含濕量，g/kgg/kg； m ms s濕空氣中水蒸氣的質量，濕空氣中水蒸氣的質量，kgkg； m mw w濕空氣中干空氣的質量，濕空氣中干空氣的質量，kgkg； 3 3含濕量含濕量 28 二、氣體

19、濕度測量方法二、氣體濕度測量方法 常用方法有三種：常用方法有三種：A1干濕球法干濕球法、A2露點法露點法和和A3吸濕法吸濕法。 4.1 干濕球濕度計干濕球濕度計 干濕球溫度差效應干濕球溫度差效應是指在潮濕物體表面的水分蒸發(fā)而是指在潮濕物體表面的水分蒸發(fā)而 冷卻的效應，冷卻的程度取決于冷卻的效應，冷卻的程度取決于周圍空氣的相對濕度周圍空氣的相對濕度、 大氣壓力大氣壓力B以及風速以及風速v。 濕度檢測是根據濕度檢測是根據干濕球溫度差效應干濕球溫度差效應原理原理進行濕度測進行濕度測 量。量。 (, ,) ws fv B 29 將上式代入相對濕度表達式，可得相對濕度計算公將上式代入相對濕度表達式，可得

20、相對濕度計算公 式為：式為： %100 b sw b bs P AB P P 干濕球濕度計的基本原理為：當干濕球濕度計的基本原理為：當大氣壓力大氣壓力B和風速和風速v不不 變變時，利用被測空氣相應于濕球溫度下飽和水蒸氣壓力時，利用被測空氣相應于濕球溫度下飽和水蒸氣壓力 和干球溫度下的水蒸氣分壓力和干球溫度下的水蒸氣分壓力 之差，與干濕球溫度之差之差，與干濕球溫度之差 之間存在的數量關系確定空氣濕度。之間存在的數量關系確定空氣濕度。 n P sb P , 根據根據w、s分別對應有分別對應有確定的確定的Pb、Pb,s值，根據干、值，根據干、 濕球溫度計的讀數差，即可由上式確定被測空氣的相對濕濕球溫

21、度計的讀數差，即可由上式確定被測空氣的相對濕 度。度。 100% n b P P BAPP Swsbn )( , 30 一、普通干濕球溫度計一、普通干濕球溫度計 當空氣的相對濕度愈低，濕球溫度計當空氣的相對濕度愈低，濕球溫度計 上的水分蒸發(fā)愈強，濕球溫度就愈低，上的水分蒸發(fā)愈強，濕球溫度就愈低， 干、濕球溫度差就愈大；反之，周圍干、濕球溫度差就愈大；反之，周圍 空氣的相對濕度愈高，干、濕球溫度空氣的相對濕度愈高，干、濕球溫度 差就愈小。差就愈小。 當周圍空氣大氣壓力當周圍空氣大氣壓力B B及風速及風速v v一定時，一定時，相對濕度的大小，相對濕度的大小， 即潮濕物體表面水分蒸發(fā)的快慢可由干、濕

22、球溫差大小來即潮濕物體表面水分蒸發(fā)的快慢可由干、濕球溫差大小來 反映。反映。 干濕球溫度計裝置在同一支架干濕球溫度計裝置在同一支架 上。濕球溫度計的球部表面潮濕上。濕球溫度計的球部表面潮濕 紗布中的水分不斷進行蒸發(fā)，而紗布中的水分不斷進行蒸發(fā)，而 水分的蒸發(fā)強度則僅據周圍空氣水分的蒸發(fā)強度則僅據周圍空氣 的氣象條件而定。的氣象條件而定。 bsws bb P AB100% PP 圖圖4.1.1 干濕球溫度計干濕球溫度計 31 干干 球球 溫溫 度度 計計 濕濕 球球 溫溫 度度 計計 刻度盤刻度盤紗布紗布水槽水槽 32 air in air out 二、干濕球電信號傳感器與溫度計二、干濕球電信號

23、傳感器與溫度計 R RS S=R=RW W時，兩個電橋平衡時，兩個電橋平衡 ABDE UU 圖圖4.1.2電動干濕球溫度計電動干濕球溫度計 濕球溫度電阻濕球溫度電阻 干球溫度電阻干球溫度電阻 恒定氣流速度一般為恒定氣流速度一般為2.5m/s以上以上 干球干球 熱電阻熱電阻 濕球濕球 熱電阻熱電阻 33 4.2、露點法濕度測量、露點法濕度測量 露點法測量相對濕度的基本原理為：先測定露點溫度露點法測量相對濕度的基本原理為：先測定露點溫度 l，然后確定對應于，然后確定對應于l的飽和蒸氣壓力的飽和蒸氣壓力Pl 。顯然，。顯然，Pl即為被即為被 測空氣的水蒸氣分壓力測空氣的水蒸氣分壓力Pn。因此，可用下

24、式求出空氣的相。因此，可用下式求出空氣的相 對濕度。對濕度。 露點溫度露點溫度-被測濕空氣冷卻到水蒸氣達到飽和狀態(tài)并被測濕空氣冷卻到水蒸氣達到飽和狀態(tài)并 開始凝結出水分時的對應溫度。開始凝結出水分時的對應溫度。 %100 b l p p 式中式中 Pl對應被測濕度空氣露點溫度的飽和水蒸氣壓力；對應被測濕度空氣露點溫度的飽和水蒸氣壓力； Pb飽和水蒸氣壓力。飽和水蒸氣壓力。 （4.2.14.2.1） 34 %100 h d w Pn 1 Pb d l s h 利用利用h-d圖來確定空氣圖來確定空氣 的相對濕度：的相對濕度： 已知露點溫度已知露點溫度l及干及干 球溫度球溫度w 等等l 線交線交 與

25、與 =100% 點，過此點點，過此點 做等做等d線交與線交與w 點，以點，以 此確定相對濕度此確定相對濕度 。 露點溫度的測定方法，先把一物體表面加以冷卻，一直露點溫度的測定方法，先把一物體表面加以冷卻，一直 冷卻到與該表面相鄰近的空氣層中的水蒸氣開始在表面上冷卻到與該表面相鄰近的空氣層中的水蒸氣開始在表面上 凝集成水分為止。凝集成水分為止。開始凝集水分的瞬間，其鄰近空氣層的開始凝集水分的瞬間，其鄰近空氣層的 溫度，即為被測空氣的露點溫度溫度，即為被測空氣的露點溫度l 。 保證露點法測量溫度精確的關鍵，是如何精確地測定保證露點法測量溫度精確的關鍵，是如何精確地測定水水 蒸氣開始凝結的瞬間空氣溫

26、度蒸氣開始凝結的瞬間空氣溫度。 用于直接測量露點的儀表有經典的露點濕度計與光電式用于直接測量露點的儀表有經典的露點濕度計與光電式 濕度計等。濕度計等。 35 四、露點濕度計四、露點濕度計 充滿乙充滿乙 醚溶液醚溶液 主要缺點：主要缺點： 當冷卻表面上出現(xiàn)當冷卻表面上出現(xiàn) 露珠的瞬間，需立露珠的瞬間，需立 即測定表面溫度，即測定表面溫度， 但一般不易測準，但一般不易測準， 而容易造成較大的而容易造成較大的 測量誤差。測量誤差。 測量時在黃銅盒中注入乙醚測量時在黃銅盒中注入乙醚 的溶液，然后用橡皮鼓氣球將空的溶液，然后用橡皮鼓氣球將空 氣打入黃銅盒中，并由另一管口氣打入黃銅盒中，并由另一管口 排出

27、，使乙醚得到較快速度的蒸排出，使乙醚得到較快速度的蒸 發(fā)，當乙醚蒸發(fā)時即吸收了乙醚發(fā)，當乙醚蒸發(fā)時即吸收了乙醚 自身熱量使溫度降低，自身熱量使溫度降低，當空氣中當空氣中 水蒸氣開始在鍍鎳黃銅盒外表面水蒸氣開始在鍍鎳黃銅盒外表面 凝結時，插入盒中的溫度計讀數凝結時，插入盒中的溫度計讀數 就是空氣的露點。就是空氣的露點。測出露點以后，測出露點以后， 再從水蒸氣表中查出露點溫度的再從水蒸氣表中查出露點溫度的 水蒸氣飽和壓力水蒸氣飽和壓力Pl和干球溫度下和干球溫度下 飽和水蒸氣的壓力飽和水蒸氣的壓力Pb，就能算出，就能算出 空氣的相對濕度?？諝獾南鄬穸取?圖圖4.2.1 露點濕度計露點濕度計 36

28、五、光電式露點濕度計五、光電式露點濕度計 光電式露點濕度計是使用光電原理直接測量氣體露點光電式露點濕度計是使用光電原理直接測量氣體露點 溫度的一種電測法濕度計。其測量準確度高，可靠性強，溫度的一種電測法濕度計。其測量準確度高，可靠性強， 使用范圍廣，尤其適用于低溫狀態(tài)。使用范圍廣，尤其適用于低溫狀態(tài)。 當被測采樣氣體通過中間通道與露點鏡相接觸時，如當被測采樣氣體通過中間通道與露點鏡相接觸時，如 果鏡面溫度高于氣體的露點溫度，鏡面的光束反射性能好，果鏡面溫度高于氣體的露點溫度，鏡面的光束反射性能好， 散射少，以此判斷空氣的濕度情況。散射少，以此判斷空氣的濕度情況。 4.2.2 露點 鏡的 溫度

29、與氣 體露 點溫 度動 態(tài)平 衡 37 利用利用吸濕法吸濕法測量空氣濕度。測量空氣濕度。 某些物質（無機、有機或半導體陶瓷等）在空氣中潮某些物質（無機、有機或半導體陶瓷等）在空氣中潮 解或表面吸附的濕度隨空氣中的含濕量變化后，其某些物解或表面吸附的濕度隨空氣中的含濕量變化后，其某些物 理性能將隨之改變，如阻值、介電常數、幾何尺寸或形狀理性能將隨之改變，如阻值、介電常數、幾何尺寸或形狀 等，等，測得其改變量的大小就可得出濕度的變化量測得其改變量的大小就可得出濕度的變化量。 氯化鋰（氯化鋰（LiCl）是一種在大氣中不分解、不揮發(fā)，也）是一種在大氣中不分解、不揮發(fā)，也 不變質而具有穩(wěn)定的離子型無機鹽

30、類。其不變質而具有穩(wěn)定的離子型無機鹽類。其吸濕量與空氣的吸濕量與空氣的 相對濕度成一定函數關系相對濕度成一定函數關系，隨著空氣相對濕度增減變化，隨著空氣相對濕度增減變化， 氯化鋰吸濕量也隨之變化。當其蒸氣壓等于周圍空氣水蒸氯化鋰吸濕量也隨之變化。當其蒸氣壓等于周圍空氣水蒸 氣分壓力時處于平衡狀態(tài)。氣分壓力時處于平衡狀態(tài)。 4.3 電子式濕度傳感器電子式濕度傳感器 P109 38 濕敏機理：濕敏機理：高濃度的氯化鋰溶液中，高濃度的氯化鋰溶液中，LiLi和和ClCl仍以正、負離仍以正、負離 子形式存在；而溶液中的離子導電能力與溶液的濃度有關。子形式存在；而溶液中的離子導電能力與溶液的濃度有關。 實

31、踐證明，實踐證明，溶液的當量電導隨著溶液濃度的增加而下降溶液的當量電導隨著溶液濃度的增加而下降。 當溶液置于一定溫度的環(huán)境中時，若環(huán)境的相對濕度高，當溶液置于一定溫度的環(huán)境中時，若環(huán)境的相對濕度高， 溶液將因吸收水份而濃度降低。因此，氯化鋰濕敏電阻的溶液將因吸收水份而濃度降低。因此，氯化鋰濕敏電阻的 阻值阻值將隨將隨環(huán)境相對濕度環(huán)境相對濕度的改變而變化，從而實現(xiàn)了濕度的的改變而變化，從而實現(xiàn)了濕度的 測量。測量。 空氣相對濕度的增加空氣相對濕度的增加氯化鋰的吸濕量隨之增加氯化鋰的吸濕量隨之增加 使使 氯化鋰中導電的離子數也隨之增加氯化鋰中導電的離子數也隨之增加 導致它的導致它的電阻減小電阻減小

32、。 反之，氯化鋰放出水分反之，氯化鋰放出水分 電阻增大。電阻增大。 氯化鋰電阻濕度傳感器就是根據這個原理制成的。氯化鋰電阻濕度傳感器就是根據這個原理制成的。 39 氯化鋰電阻濕度傳感器分氯化鋰電阻濕度傳感器分梳狀梳狀和和柱狀柱狀兩種形式。兩種形式。 在聚碳酸酯基片上制成一對梳狀金電極，然后浸涂溶于聚乙烯醇在聚碳酸酯基片上制成一對梳狀金電極，然后浸涂溶于聚乙烯醇 的氯化鋰膠狀溶液，其表面再涂上一層多孔性保護膜而成。氯化鋰的氯化鋰膠狀溶液，其表面再涂上一層多孔性保護膜而成。氯化鋰 是潮解性鹽，這種電解質溶液形成的薄膜能隨著空氣中水蒸汽的變是潮解性鹽，這種電解質溶液形成的薄膜能隨著空氣中水蒸汽的變

33、化而吸濕或脫濕?；鼭窕蛎摑?。感濕膜感濕膜的電阻隨空氣相對濕度變化而變化，當空的電阻隨空氣相對濕度變化而變化，當空 氣中濕度增加時，感濕膜中鹽的濃度降低。氣中濕度增加時，感濕膜中鹽的濃度降低。 氯化鋰膠狀溶液涂層 圖圖4.3.14.3.1氯化鋰電阻濕度傳感器氯化鋰電阻濕度傳感器 40 氯化鋰傳感器的氯化鋰傳感器的測濕范圍與所涂氯化鋰濃度測濕范圍與所涂氯化鋰濃度及其它及其它 成分有關。采用某一濃度制作的元件在其有效的感濕范成分有關。采用某一濃度制作的元件在其有效的感濕范 圍內，其電阻值隨周圍空氣相對濕度的變化符合指數關圍內，其電阻值隨周圍空氣相對濕度的變化符合指數關 系。當濕度低于其有效的感濕范圍時，其阻值迅速增加，系。當濕度低于其有效的感濕范圍時，其阻值迅速增加， 趨于無限大；而當高于該范圍時，其阻值變得非常小，趨于無限大；而當高于該范圍時，其阻值變得非常小， 乃至趨于零。乃至趨于零。 每一傳感器的測量范圍較窄每一傳感器的測量范圍較窄，故應按照測量范圍，故應按照測量范圍 的要求，選用相應的量程。為擴大測量范圍，可采的要求，選用相應的量程。為擴大測量范圍，可采 用多片組合傳感器。用多片組合傳感器。 41 二、變送器二、變送器 溫、濕度變送器輸出的標準信號，便于遠距離溫、濕度變送器輸出的標準信號，便于遠距離 傳送、記錄和調節(jié)，測量和調節(jié)精度高，常