什么是环境湿度？怎么测量？

在很多工业领域内，湿度测量是关乎商业成本、产品质量、人身健康和安全的至关重要的因素之一。目前有很多不同的湿度表达方法，也有很多不同的湿度测量技术，因而很有必要了解规范的湿度术语和定义及成熟的湿度测量技术。

　　什么是湿度？

　　湿度是在空气或其他气体中存在的水蒸气。水蒸气是水的气态形式，同其他各种气体一样，是透明的。在我们周围的环境中大约有1%的气体是水蒸气。

　　饱和水汽压定义

　　我们知道，温度高的水会蒸发出水蒸气。同样，水在较低的温度下也可以释放出水蒸气。一定温度下，在水的表面和冰的表面，蒸发现象始终都是存在的。相反，冷凝也是一样存在的。当蒸发和冷凝的速度达到一致时，该体系就达到了动态平衡状态。

　　空气或其他气体都有吸收水蒸气的能力，这种能力主要受温度的影响。总的来说，温度越高，吸收水蒸气的能力越强。在某个温度下，气体中所能包含的水蒸气的量达到最多时，就叫作“饱和”。

　　饱和水汽压是指水蒸气与水的凝聚相（水或冰）的单组分体系（界面为平面）处于热力学平衡状态时的水蒸气压力。简单的说，就是一定温度下水蒸气所能存在的最大压力。该压力仅仅是温度的函数。

　　露点/霜点

　　露点温度Td是指对气体等压制冷时，水蒸气冷凝从而形成露的温度。实际上也就是水蒸气与水达到平衡状态的温度。单位用℃或℉表示。

　　同理，霜点温度Tf是指对气体等压制冷时，水蒸气冷凝从而形成霜的温度。实际上也就是水蒸气与冰达到平衡状态的温度。单位用℃或℉表示。

　　当总压不变的情况下，水汽分压也不变，因此，一定水汽含量的湿空气在环境温度下的水汽分压等于该湿空气在露点温度下的饱和水汽压，即es(Td)＝e(Ta)。

　　通常情况下，将露点温度与霜点温度通称为露点。也有的时候根据水的状态在0℃有一个分界点，把0℃以上称为露点，0℃以下称为霜点。

　　体积比

　　体积比即体积分数，指湿空气中水蒸气的分体积与干气的分体积之比，即水汽的分压与干气分压之比。通常将该比值乘以106，单位为μL /L，用符号Vr表示。见公式（10）。旧称ppmv，但目前不属于法定计量单位。

　 温度对相对湿度测量的影响

相对湿度
温　 度
10℃
20℃
30℃
40℃
50℃
10%RH
±0.7%RH
±0.6%RH
±0.6%RH
±0.5%RH
±0.5%RH
50%RH
±3.5%RH
±3.2%RH
±3.0%RH
±2.6%RH
±2.3%RH
90%RH
±6.3%RH
±5.7%RH
±5.4%RH
±4.6%RH
±4.1%RH
　　压力对相对湿度测量的影响

　　由Dalton定律，总压等于各组分分压之和。若相对湿度为40%RH，温度不变时，如果总压P增加到原来的两倍即2P，则水蒸气的分压PH2O也增加到2PH2O，而饱和水汽压不变（因为温度不变），那么两者的比值就增加到原来的2倍，相对湿度增加到80%RH。

　　干球温度与湿球温度 压力为P，温度为T，湿空气热力学湿球温度Tw*是指在该压力下，纯水－湿空气体系进行绝热蒸发，湿空气达到压力P下饱和湿气时的温度。在实际工作中常常使用的湿球温度Tw是指湿球温度计的温泡被一薄层水（或潮湿的覆盖物）覆盖时，由于湿球上的水分蒸发进入周围的空气，从而使温度计的示值降低，此时，温度计所指示的温度称为湿球温度，而干球温度计测量的就是环境温度。

　　仪器测量原理

　　湿度测量仪器从原理上可分为冷镜式、完全吸收电解式、Al2O3电容式、薄膜电容式、电阻式、干湿球、机械式。其中完全吸收电解式微水仪、Al2O3电容式露点仪一般用于低湿范围的测量，而电阻式、干湿球、机械式湿度计只能用于相对湿度的测量，冷镜式、薄膜电容式（Vaisala公司的专利）湿度计则不仅能用于低湿的测量，还能用于中高湿，即相对湿度的测量。上述各种原理的仪器各有其优缺点。其中冷镜式露点仪是最准确、最可靠、最基本的测量方法，被广泛地用于标准传递，但其缺点是价格比较昂贵，并需要有经验的人操作及保养。