干湿球法测量湿度影响因素分析

摘 要： 温湿度是环境的重要指标，与人类活动和工业生产有着密不可分的联系。因此， 对于温湿度的计量也变得越来越重要，文 章主要阐述一种温湿度的常用计量方法-干湿球法， 并分析影响干湿球法测量的因素。 关键词： 温度； 湿度； 干湿球； 测量

1 概述

随着产业信息化技术的发展，人类自身生活质量的追求，湿度以 及；湿度传感器的应用越来越广泛。湿度是一基本物理常数，但因其自 身的特点又受多种因素影响。正确使用湿度标准对于研制生产应用湿 敏组件、湿度传感器至关重要。下面对湿度的常用测量方法—— —干湿球 法的原理以及影响因素进行分析。

2 原理简介

干湿球法湿度测量基本原理干湿球湿度计由两支相同的温度计组 成：一支称为干球温度计,暴露在空气中,用以测量环境温度,示值用Ta 表示;另一支为湿球温度计,其温泡用湿球纱布套包裹,并与盛有纯水的 容器相连,或临时加水。由于纱布套上的水不断蒸发，水蒸发需要吸收热 量,从而使湿球的温度下降，其示值用Tw表示。它的具体换算相对湿度 公式如下：

2.1 水汽压的计算

e=Bt'-AP(Ta-TW) (1)

式中:e-监测时空气中的水汽压，hpa；

Bt'-湿球温度下的饱和水汽压，hpa；

P-监测时大气压，hpa；

A-温度计系数，依测定时风速而定，与湿球温度计头部风速有关， 风速0.2m/s以上时为0.00099，2.5m/s时为0.000677；

Ta-干球温度， ℃； Tw-湿球温度， ℃。

2.2 相对湿度的计算

F=e/E×100% （2）

式中： F-相对湿度（%）；

e-空气中的水汽压，hpa；

E-干球温度条件下的饱和水汽压，hpa。

3 影响因素分析

由上面的（1）和（2）式合并后可得

由此可以看出，干湿球法中相对湿度不仅仅和干球、湿球温度有 关，还和风速有很大的关系。此外，和制作湿球的纱布、水的纯净程度以 及温度计的精度也有关系。

3.1 风速影响的研究

根据JJG205-2005 机械式温湿度计检定规程所述检定方法，对一 支干湿温度计进行检定，其中湿度发生器的风速可调。在风速为0.7m/s、 1.9m/s和3.4m/s情况下，测量20℃、60%RH温度和相对湿度。标准器采 用冷镜式精密露点仪，在置信概率为95%时，标准不确定度为1.7%RH。 测量数据如下：

由此可见，风速对相对湿度的影响是很大的。计算时依据的温度计 系数A也只是一个估计值。

3.2 湿球纱布和水纯净程度的影响

根据干湿球的测湿原理可知，湿球温度比干球温度低是因为湿球 水分的蒸发使其温度降低。但是水分的蒸发却和风速、纱布的吸水性、 水的纯净程度有关。我们可以做如下试验： 用医用纱布做湿球的吸水材料，水用蒸馏水，该只干湿温度计的编 号为1号；用普通的棉布做吸水材料，水用蒸馏水，编号为2号；用医用 纱布做湿球的吸水材料，水用普通的自来水，编号为3号；用普通的棉 布做吸水材料，水用自来水，编号为4号。将其放入标准恒温恒湿箱中。 湿度标准为精密露点仪，测量20℃、40%RH ， 20℃、60%RH 温度和相对 湿度。测量数据如下：

由此可见，当纱布的吸水性能好时，换算出来的相对湿度更接近标 准值。当水更纯净时，换算出来的相对湿度更好。

3.3 温度计的精度对干湿球法测湿的影响

温度计的精度对干湿球法测湿的影响是显而易见的，干湿法本身 就是一种间接测湿度的方法，所以温度计的精度越高，那么计算时产生 的误差就越小，最后评定出的不确定度自然越小。

4 结束语

本文通过对干湿球法测试湿度原理介绍，对其计算函数进行分析， 从而确定了影响干湿球测量湿度产生不确定度的影响因素。最终运用 试验的方法进行证实。希望能够对广大使用干湿球法测量湿度的工作 者提供一定的借鉴作用。