湿度发生器

从现在来看，湿度发作器首要运用一下五种原理。

   1 改动已知湿度气体（首要是指饱满湿气）状况的办法 。咱们知道，气体的状况由压力、温度和体积来确认，关于饱满湿

气，假定状况条件不变，那末水汽的含量是安稳的，反之，若状况改动，水汽含量亦随之改动。所以可以运用热力学 P 、 v 、 T

联络制造出所要求的湿度的气体，根据这一原理的办法有改动压力的办法，即双压法；改动温度的办法，即双温法；以及一起改动压

力和温度的办法；

   2 混合法 ，它又可以分为混流法和分流法两种。前者是将饱满湿气或过热蒸汽同干气混合：后者是将一股干气精确地按份额分

为两股，其间一股用水汽饱满，另一股仍坚持枯燥、然后进行混合。

   3 膜浸透法 ，膜的一侧是水，因为膜两边的水汽分压不同，所以水汽经过膜向另一侧浸透。基干这一原理一般运用的办法是渗

透管配气技能。

   4 温度固定点法 ，即平衡水汽压法，这种办法是运用某些盐类或其它化合物（例如硫酸和甘油）的水溶液在必定的条件下其气

相中的水汽分压坚持安稳的原理。

  5 化学办法 。根据定比规律，氢和氧在催化剂存在的状况下能按份额地化合，生成定量的水。

    饱满器是这些发作器结构的重要组成部分，是发作含有饱满水汽的湿空气的设备，因而，建立在发作饱满湿气根底上的各种恒湿

气体发作器，其性能与饱满器的功率密切相关。从发作器的作业原理，特色和适用的湿度规模动身，饱满器可以规划成多种方式，主

要有（1）鼓泡式（2）喷雾式（3）塔板式（4）管式（5）离心式（6）“迷宫”式，这儿不再具体介绍，有爱好可与编者联络。

下面介绍几种典型的湿度发作器

一、双压法湿度发作器

  原理：气体在加压状况下被水汽饱满然后减压胀大。假定气体在饱满、胀大进程温度坚持安稳，并遵守理想气体规律，那末由道尔

顿规律可得到如下联络式：

    式中 e w 和 P s 分别为饱满器中的饱满水汽分压和气体的总压， e c 和 P c 分别为实验腔中的水汽分压和气体的总压。那

末，据界说，在温度 t 时，低压下的气体的相对温度可按下式核算：

U=Pc/Ps*100

    假定饱满器内的温度和实验室内的温度也不相同，即变成既改动压力也改动温度的状况，则实验室的相对湿度可采用下式核算。

U=(Pc/Ps) * (ew(Ts)/ew(Tc)) * 100

式中 ew(Ts) 和 ew(Tc) 分别为饱满器和实验腔温度下的饱满水汽分压。

双压湿度发作器一般由如下六个部分组成

（ 1 ）气源体系

（ 2 ）载气枯燥体系

（ 3 ）饱满器体系

（ 4 ）实验腔

（ 5 ）恒温体系

（ 6 ）温度和压力的丈量与控制体系

二、双温法湿度发作器

    原理：ts 和 tc 分别为饱满器温度和实验腔温度，经过气泵使气流在饱满器与实验腔之间不断循环，经过必定时刻之后，气流

中的水汽到达饱满状况。 e w (T s ) 是在温度 T s 下的饱满水汽压力， e c 是在较高温度 T c 下的饱满水汽压力。假定气体

为理想气体，而且饱满器总压力 P s 等于实验腔内气体的总压力 P c ，那么，在温度为 T c 的实验腔内气体的相对湿度可以用如

下式核算：

U=(ew(Ts)/ew(Tc)) * 100

    在 Ps 和 Pc 不一致时，特别是在气流速度较高的状况下，就需要考虑进行压力批改，

U=(ew(Ts)/ew(Tc)) * (Pc/Ps) * 100

    根据两个温度原理规划的密闭式湿度发作器有多种不同的结构方式。

三、低霜点湿度发作器

    低霜点湿度发作器是一种专门用于低湿范畴校对的可以发作水汽含量低至 ppm 级（即低于百万分之一）气体的设备。

    同双温法相似，霜点湿度发作器制备已知湿度气体的进程是一个等压变温进程。经过充沛枯燥的气体首要流经一个热交换器然后

进入饱满器，换热器和饱满器均浸没在一个恒温液体槽中。饱满器是一根螺旋形金属盘管。管的内外表为大约 1mm 厚的薄冰层所覆

盖。经过饱满器的气流间隔冰层外表不超越 4mm 。在流速为 2L/min 时，气体的均匀传质时刻大约 7s 。

    干气流经过换热到达槽温然后进入饱满器，因为使气流到达饱满所需的水汽量非常小，所以管内冰的升华作用不会导致冰面温度

显着下降，别的，因为盘管满意长，气体的饱满进程在盘管的前部就己完结，盘管其余部分仅仅作为饱满气体最终换热之用。经过饱

和器的气体不存在显着的压力降。饱满器出口端气体的温度与饱满器的温度相同或非常挨近，所以这一温度可视为气流的霜点温度。

四 、分流法湿度发作器

    原理：干气源（一般是干空气）的气体按必定的份额分红两部分，一路进入饱满器 S ，被饱满的气流在混合室 C M 中同另一

股干气混合，然后进入实验腔 C T ，最终排入大气。饱满器、混合室和实验腔浸在同一个恒温槽中。

实验腔中的相对湿度是下列要素的函数：

(1) 经过饱满器的空气的份数。

(2) 饱满器中的总压力。

(3) 饱满水汽压力。

(4) 实验腔中的水汽分压力。

核算实验腔中相对湿度的公式：

U=100 * X / [1-(1-X) es/Ps ]

式中，X分流比，es为饱满器中的水汽分压力， Ps为饱满器中的总压力。

分流法的相对温度不确认度一般在 1-3 ％规模内；所以在低温下运用上述简化式完全能满意办法的精确度要求。

五、浸透法湿度发作器

    浸透管的作业根底便是根据膜浸透原理，水分子穿过管壁的浸透进程遵从 Fick 规律，

q=-D*S * (dP/dB)

式中， q: 浸透速率，

D ：浸透系数

S: 有用浸透面积，

dP/dB: 膜两边水汽的压力梯度，其间 B 为膜的厚度。

    由上式可见浸透速率与膜的资料及其密度、厚度、有用浸透面积、资料的物理特性（如亲水或憎水）以及膜两边的水汽分压差等

有关。

    发作器输出的规范气的水分浓度按下式核算：

C=(q*V) / (F*Mv)

式中： C ——规范汽的水分浓度，单位为 ppmv

q ——标定温度对应的浸透率，单位为μ g/min

V ——水汽的摩尔体积，单位为 L/mol

F ——干载气流量，单位为 L/min

Mv ——水的摩尔质量，单位为 g/mol

    由上可知，载气的枯燥程度及其流量会直接影响输出气体的湿度量值。因而，载气必须经枯燥体系充沛枯燥，一起要求气源安稳

和对流量进行精确的丈量。发作器的精确度取决于所用的浸透管浸透率标定的不确认度、气源的安稳性、载气流量测定的精确度，以

及恒温精度。