華吉良HUA Ji-liang

（江蘇泰州市計(jì)量測試技術(shù)研究所，泰州225300）

0 引言

在JJF1012-2007《濕度與水分計(jì)量名詞術(shù)語及定義》計(jì)量規(guī)范中將濕度定義為氣體中水蒸氣的含量。在日常生活中，我們所說的濕度是相對濕度（用RH%表示），它是指氣體中含有水蒸汽量與其空氣相同情況下飽和水蒸汽量的百分百，如果從原理上劃分濕度測量，大約有二、三十種之多。但是濕度測量作為一個(gè)看似簡單的量值，由于研究過程中設(shè)計(jì)相當(dāng)復(fù)雜的物理、化學(xué)理論分析和計(jì)算，因此仍舊是世紀(jì)計(jì)量領(lǐng)域中著名的難題之一，動(dòng)態(tài)法、靜態(tài)法以及露點(diǎn)法和干濕球法、電子式傳感器法等是常見的測量濕度的方法。干濕球溫度計(jì)由兩支規(guī)格完全相同的溫度計(jì)組成，一支為干球溫度計(jì)，暴露在空氣中的溫泡測量環(huán)境溫度；另一支為濕球溫度計(jì)，用特制的紗布將溫泡裹起來并設(shè)法保持紗布濕潤，不斷蒸發(fā)的水分帶走周圍的熱量熱降低濕球溫度，因此，在測量濕度中，干濕球法是成本最小的一種方法。周圍空氣的含水量會(huì)影響水分蒸發(fā)的速率，水分蒸發(fā)速率隨著空氣濕度的降低而加快，從而使得濕球溫度越低。因此可以利用空氣濕度與干濕球溫差之間的函數(shù)關(guān)系，通過測量干球和濕球溫度確定空氣濕度。

1 干濕球法測濕度的計(jì)算方法

式中H為相對濕度，e為被測濕氣的水蒸氣壓（kPa），es為干球溫度下所對應(yīng)的純水平液面飽和水蒸氣壓（kPa）。

式中ew（tw）為濕球溫度下所對應(yīng)的純水平液面飽和水蒸氣壓（kPa），A為干濕表系數(shù)，P為被測濕氣的總壓力，即所處環(huán)境的大氣壓力，t為被測濕氣溫度，也即干球溫度，tw為濕球溫度。

1.2 飽和水蒸氣壓ew(T)的計(jì)算方法

目前飽和水汽壓公式使用比較多的是Sonntag公式，其純水面上的飽和水汽壓公式為：

lnew(T)=-6096.9380T-1+21.2409642-2.71193×10-2T+1.673952×10-5T2+2.433502lnT

式中，T的單位為 K，使用范圍為173.15K≤T≤373.15K。如果單位為℃，則式中21.2409642應(yīng)用16.635794代替。

式中t的單位為℃,使用范圍為-45℃≤t≤60℃。

式中Cp是空氣的等壓比熱容，L是水的汽化潛熱，Ma是空氣的相對分子質(zhì)量，Mv是水的相對分子質(zhì)量。

式中v為空氣流過濕球四周的速度。

2 干濕球法測量濕度的影響因素

干濕球溫度計(jì)的誤差、濕球紗布套的污染以及供水情況、被測濕氣的壓力等都是影響干濕球法能否準(zhǔn)確測量濕度的因素。此外，能夠引起計(jì)算相對濕度誤差的還有通風(fēng)速度、濕球所處環(huán)境的防輻射情況以及被測濕氣的狀態(tài)等對干濕表系數(shù)A的影響。

3 干濕溫度計(jì)檢定校準(zhǔn)過程中常見問題及解決方法

3.1 干、濕球溫度計(jì)的固定問題 與普通玻璃液體溫度計(jì)不同的是，干濕溫度計(jì)沒有刻度。通常將其固定在具有溫度數(shù)值的面板上，通過讀取溫度計(jì)水銀柱對應(yīng)的溫度值讀取數(shù)值。如果固定扣發(fā)生松動(dòng)，采用這支溫度計(jì)測量的數(shù)值就存在很大的誤差。

針對以上現(xiàn)象，可以采取以下措施避免發(fā)生：第一，在日常檢定工作中注意觀察被檢干濕球溫度計(jì)的實(shí)際情況，開始檢定的時(shí)候必須確保干濕球溫度計(jì)固定牢固。第二，在每臺檢定合格的干濕溫度計(jì)的溫度面板上，明顯標(biāo)注或者用膠粘牢干濕球溫度計(jì)的最上部位置，從而便于企業(yè)自查或在后續(xù)檢定過程中能夠更加直觀的檢查到干濕球溫度計(jì)是否出現(xiàn)滑動(dòng)。

3.2 干、濕球溫度計(jì)的時(shí)間常數(shù)問題 按照感溫介質(zhì)來分，干濕球溫度計(jì)分為水銀介質(zhì)和有機(jī)液體介質(zhì)兩種。由于介質(zhì)不同，時(shí)間常數(shù)往往不同，但也有同一種介質(zhì)而時(shí)間常數(shù)不一致的情況。根據(jù)JJG205-2005的要求，在檢定第一個(gè)定點(diǎn)（15℃）時(shí)，部分被檢器具示值出現(xiàn)超差現(xiàn)象，開始將其定位不合格，但該溫度計(jì)的溫度示值誤差隨著繼續(xù)檢定20℃、30℃檢定點(diǎn)，又回到了合理范圍。因此，溫度計(jì)在檢定過程中如果出現(xiàn)偏差加大的現(xiàn)象，首先適當(dāng)增加恒溫時(shí)間，再判斷是否超差，確有較大誤差的，再進(jìn)行調(diào)修或出具檢定結(jié)果通知書。

3.3 濕球溫度計(jì)上水紗布套問題 作為計(jì)量器具重要配套設(shè)備的干濕球溫度計(jì)的水紗布套，溫度計(jì)的示值直接受到其質(zhì)量優(yōu)劣、使用時(shí)間長短以及捆扎方式等因素的影響。通常建議采用標(biāo)準(zhǔn)紗布套，對于自行用紗布捆扎的，一定對感溫泡上下包裹的位置進(jìn)行特別的注意，此外，還應(yīng)當(dāng)保留適當(dāng)?shù)乃删o度。在濕球溫度計(jì)中，有條件的單位盡量使用蒸餾水或純凈水，及時(shí)更換板結(jié)或鈣化的水紗布套。

3.4 恒溫恒濕箱有效工作區(qū)域及被檢干濕溫度計(jì)通風(fēng)問題 根據(jù)JJG205-2005的規(guī)定，在檢定過程中應(yīng)將被檢溫度計(jì)放在恒溫恒濕箱的有效工作區(qū)域，這對檢定結(jié)果具有很大的影響。在一個(gè)檢定過程中，如果在恒溫恒濕箱內(nèi)防止過多的溫濕度計(jì)以增加被檢溫濕度計(jì)的數(shù)量，則箱體周邊的溫濕度計(jì)的示值會(huì)出現(xiàn)較大偏差。此外，一次性放置太多的溫濕度計(jì)還會(huì)影響箱內(nèi)的通過封堵從而出現(xiàn)示值誤差。在使用過程中，盡量將被檢干濕溫度計(jì)放在具有較大空間且分層恒溫恒濕箱的中層位置。

3.5 相對濕度的查表計(jì)算問題 無論采用哪種類型的干濕溫度計(jì)，檢定后通過計(jì)算干球溫度與濕球溫度的差之后查表或查計(jì)算尺得到相應(yīng)的濕度。各種干濕溫度計(jì)即便是在干濕球溫度一樣的前提下計(jì)算出的相對濕度，由于感溫介質(zhì)的不同和型號規(guī)格的不同，也會(huì)存在一定的差異。因此，在計(jì)算相對濕度時(shí)應(yīng)當(dāng)單獨(dú)計(jì)算每臺被檢干濕溫度計(jì)，尤其不能隨便套用某個(gè)查算表，應(yīng)當(dāng)根據(jù)生產(chǎn)廠家和型號規(guī)格等信息查閱固定的相對濕度查算表。

此外，在計(jì)算相對濕度時(shí)如果必須采用干濕球溫度計(jì)差值，很多同行對于干濕球溫度示值不是整刻度或兩者之差不是計(jì)算表上已有刻度的采用四舍五入的原則計(jì)算相對濕度。但是筆者并不認(rèn)同，以一臺上海醫(yī)用儀表廠生產(chǎn)的272型干濕溫度計(jì)為例，干、濕球溫度分別為25.3℃和24.1℃，兩者之差為1.2℃，如果按四舍五入原則查表得到相對濕度為90%，而實(shí)際計(jì)算的為88%，也許這2%的誤差就會(huì)對被檢器具造成誤判，顯然這個(gè)原則很有問題。

濕度測量作為一個(gè)難題，為了最大限度的降低不確定度，作為一名檢定人員，一定要在檢定過程中對各種影響因素做好分析。

[1]張文東等.JJG205-2005，機(jī)械式溫濕度計(jì)檢定規(guī)程[S].中國計(jì)量出版社，2006.

[2]李占元等.JJF1012-2007，濕度與水分計(jì)量名詞術(shù)語及定義[S].中國計(jì)量出版社，2008.

[3]國家氣象局.濕度查算表.氣象出版社，1989.