相对湿度是衡量空气中水蒸气含量与当前温度下的可能含量之间关系的物理量,通常以百分比表示。其核心定义和计算方法如下:
一、定义
相对湿度(RH)指单位体积空气中实际水汽压(或绝对湿度)与同温度下饱和水汽压(或饱和绝对湿度)的比值,反映空气距离饱和状态的程度。例如,RH=50%表示当前水汽含量为饱和值的一半。
与绝对湿度的区别
绝对湿度:单位体积空气中的水汽质量(单位:g/m³)。
相对湿度:绝对湿度与饱和绝对湿度的百分比比值。
相对湿度 —— 如何定义和计算?
掌握湿度参数的首先是要理解水蒸气分压。我们将在海边的沙滩上画一个边长一米的正方形,并以此开始我们的旅程。现在,想象一下一个质量为 10,300 kg 的空气柱穿过大气层进入太空。这一气团会产生力量相当于 101,325 牛顿/平方米的静压。
这定义了压强单位帕斯卡 [Pa]:牛顿/平方米。这种方式计算出的是总的气体压强。 我们呼吸的空气是混合气体,主要成分为氮气 (N2)、氧气 (O2)、水蒸气 (H2O)、氩气 (Ar) 和二氧化碳 (CO2)等。这些成分中,浓度变化最明显的是水蒸气,它是影响天气和气候、众多工业过程和我们日常生活其他方面的重要因素。
展开剩余62%相对湿度 (RH) 这一概念是指在相同的温度条件下,水蒸气的实际含量相对于水蒸气达到饱和时的含量的百分比。当出现降雨时,云中的相对湿度显然为 100%RH,此时雨滴形成。尽管在过去几年中,可用的仪器仪表和技术得到了显著发展,但天气有时仍然会超出我们的预料。我们人类试图控制环境,这使得我们在技术侧面和工业领域取得了长足发展。
二、影响因素
温度:温度升高时,饱和水汽压增加,相同绝对湿度下相对湿度降低。
应用场景:人体舒适湿度为40%-60%,过高易滋生细菌,过低导致干燥。
高精度湿度传感器的选择指南
1、湿度传感器的类型及原理
电容式湿度传感器
原理:利用高分子湿敏材料的介电常数随湿度变化的特性。传感器由两个金属电极和中间的高分子薄膜(如醋酸纤维素、聚酰亚胺)组成,薄膜吸湿后介电常数改变,导致电容值变化,从而反映湿度。
特点:精度高(±0.8%RH)、响应快(5秒)、长期稳定性好(年漂移<0.5%RH),适合工业及实验室环境。
瑞士罗卓尼克Rotronic高精度湿度传感器XD34A-SA3产品描述:
标准Rotronic 湿度和温度传感器可用于温度范围-40-85°C/0-100%RH,具有的精度±0.8%RH ±0.1°C。对于校准,传感器可以在几乎没有任何停机时间的情况下更换。该传感器是许多应用的选择。
XD34A-SA3 是Rotronic 多功能传感器,是产品组合的基础。它们测量湿度和温度,以及计算霜点。
XD34A-SA3
电阻式湿度传感器
原理:通过湿敏元件的电阻值随湿度变化实现测量,通常采用金属氧化物或聚合物材料。
特点:成本较低,但线性度和长期稳定性略逊于电容式,需定期校准。
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