溫濕度記錄儀的(de)原理(lǐ)及應用(yòng)

溫濕度測量是現代測量新發展出來(lái)的(de)一個(gè)領域,尤其濕度的(de)測量更是不斷前進。經曆了(le)長(cháng)度法、幹濕法直至今天的(de)電測量的(de)曆程,使濕度測量技術日漸成熟。時(shí)至今日,由于我們不再滿足于溫濕度的(de)測量,尤其是一些場(chǎng)所的(de)監控直接要求實時(shí)記錄其全過程溫濕度變化(huà),并依據這(zhè)些變化(huà)認定儲運過程的(de)安全性,導緻了(le)新的(de)溫濕度測量儀器——溫濕度記錄儀的(de)誕生。 溫濕度記錄儀是将溫濕度參數進行測量并按照(zhào)預定的(de)時(shí)間間隔将其儲存在内部存儲器中,在完成記錄功能後将其聯接到PC機,利用(yòng)适配軟件将存儲的(de)數據提出并按其數值、時(shí)間進行分(fēn)析的(de)儀器。利用(yòng)該儀器可(kě)确定儲運過程、實驗過程等相關過程沒有任何危及産品安全的(de)事件發生。 下(xià)面以浙江大(dà)學電氣設備廠生産的(de)ZDR-20型溫濕度記錄儀爲例介紹溫濕度記錄儀的(de)原理(lǐ)及應用(yòng): 原理(lǐ):溫濕度記錄儀由三大(dà)部分(fēn)組成:測量部分(fēn)、儀器本體、PC界面。 下(xià)面分(fēn)别介紹這(zhè)三部分(fēn): 測量部分(fēn):即溫度傳感器和(hé)濕度傳感器。 溫度傳感器:ZDR-20系列溫度探頭由NTC和(hé)pt1000系列組成,不同的(de)探頭完成不同功能: NTC通(tōng)用(yòng)探頭:應用(yòng)于通(tōng)用(yòng)測量,包括廠房(fáng)、實驗室、貨櫃空間等空間測量,其精度爲±0.5℃,尺寸大(dà)小爲:直徑5mm,長(cháng)25mm。 Pt1000-1型溫度傳感器高(gāo)溫探頭,最高(gāo)可(kě)達300℃。用(yòng)于高(gāo)溫環境。 Pt1000-2型溫度傳感器高(gāo)精度探頭,最高(gāo)精度可(kě)達到±0.2℃,用(yòng)于實驗室等要求高(gāo)精度的(de)場(chǎng)合。尺寸大(dà)小爲:直徑3mm,長(cháng)30mm。 (以上溫度探頭均可(kě)以按照(zhào)用(yòng)戶要求進行組合,以完成不同功能。) 濕度傳感器:ZDR-20系列濕度探頭均采用(yòng)美(měi)國進口霍尼威爾濕度傳感器,其精度爲±3%,甚至可(kě)以達到±2%,測量範圍爲0~100%RH。尺寸大(dà)小爲:直徑7~13mm,長(cháng)17mm。 (以上所有溫濕度探頭均可(kě)選擇内置或外置,以供不同需求的(de)客戶選擇) 儀器本體:ZDR-20型記錄儀,通(tōng)過探頭進行測量,将數據存儲并傳輸至PC,其存儲容量爲9890組數據(溫度、濕度各9890點),記錄間隔爲2S至24h連續可(kě)調:由PC軟件調整,根據其設定值确定記錄時(shí)間最長(cháng)可(kě)達26年多(duō)。記錄儀工作溫度受電池限制,即锂電池:-20至100℃;堿性電池:-10至50℃。量程及精度由探頭決定,量程:可(kě)達-40至300℃,0至100%RH;精度:±2%RH~±3%RH,±0.2℃~±0.5℃;防護:密閉、防水(shuǐ)。儀器尺寸:58mm*72mm*29mm。 PC界面:ZDR軟件。軟件支持是記錄儀不可(kě)或缺的(de)一部分(fēn),其主要功能爲:設定記錄間隔(2s~24h任意可(kě)調),設定停止方式,設定啓動時(shí)間,讀取數據并顯示測量數據、曆史曲線等,提供打印功能,把數據轉化(huà)爲EXCEL或WORD文檔形式等等功能,這(zhè)是數據記錄儀不可(kě)分(fēn)割的(de)一部分(fēn)。一個(gè)好的(de)上位機軟件能夠提供記錄儀最廣泛的(de)支持,通(tōng)過上位機的(de)支持,鍵盤等不必要的(de)零件解放了(le),同時(shí)提供出更多(duō)的(de)資源以利用(yòng)。 典型應用(yòng): 食品儲運:由于食品儲運過程時(shí)間并不是一個(gè)短期問題,但食品保存中的(de)相對(duì)平衡濕度又是保證食品安全的(de)一項重要指标,相對(duì)平衡濕度直接影(yǐng)響菌落的(de)生長(cháng)。例如:在平衡相對(duì)濕度爲95%RH至91%RH範圍内,易于滋生的(de)菌落爲沙門氏菌、波林(lín)特菌、乳酸菌、黴菌和(hé)酵母菌。而食物(wù)保存周期也(yě)與溫度、平衡相對(duì)濕度有關,平衡相對(duì)濕度值爲81%RH的(de)蛋糕,其保質期爲27℃時(shí)14天、21℃時(shí)24天,如果平衡相對(duì)濕度提高(gāo)到85%RH,這(zhè)些指标将降低爲27℃ 時(shí)8天、21℃ 時(shí)12天。吸濕物(wù)質的(de)平衡相對(duì)濕度起到了(le)決定性作用(yòng)。平衡相對(duì)濕度定義爲物(wù)質與空氣中水(shuǐ)不進行交換情況下(xià),由周圍空氣獲取的(de)濕度值。這(zhè)個(gè)定義很清楚,爲了(le)成功地儲存和(hé)保持這(zhè)些産品,環境氣候的(de)控制及包裝必須仔細指明(míng)。同時(shí),很多(duō)食品的(de)保存在過于幹燥情況下(xià),其口感都會有些變壞。針對(duì)這(zhè)種情況,要求實時(shí)記錄溫濕度變化(huà),保證食品安全進入消費者口中。 當長(cháng)途運輸或者海運冷(lěng)凍冷(lěng)藏食品時(shí),如何在接收時(shí)證明(míng)貨物(wù)一直處于規定的(de)溫濕度條件是件非常重要的(de)事。解決争議(yì)的(de)做(zuò)法就是在發貨的(de)時(shí)候放入貨艙中一個(gè)記錄儀,并啓動它,溫濕度記錄儀有一個(gè)精密的(de)内部時(shí)鐘(zhōng),忠實地記錄指定時(shí)間間隔的(de)溫濕度數據,在取出時(shí)可(kě)以容易地利用(yòng)電腦(nǎo)察看圖形文件及報警值,判斷是否超過容許值,什(shén)麽時(shí)候及持續時(shí)間都能輕松獲得(de),承運方是否有責任也(yě)會立即知曉。目前上海著名外資企業哈根達斯和(hé)杭州肯德基食品有限公司,通(tōng)過使用(yòng)我們的(de)産品找到了(le)科學管理(lǐ)冷(lěng)藏運輸的(de)有力辦法。 博物(wù)館文物(wù)、檔案管理(lǐ):這(zhè)是溫濕度産品應用(yòng)的(de)另一個(gè)大(dà)的(de)領域,而記錄儀在其中又是很有特色的(de)産品。檔案的(de)紙張在溫濕度适宜的(de)條件可(kě)以多(duō)存放一些時(shí)間,而一旦溫濕度條件遭到破壞紙張将要變脆,重要資料也(yě)将随之蕩然無存,對(duì)檔案館進行溫濕度記錄是必要的(de),可(kě)以預防惡性事故的(de)發生。使用(yòng)溫濕度記錄儀将使溫濕度記錄的(de)工作得(de)以簡化(huà),也(yě)将節約文物(wù)保管的(de)成本,使這(zhè)一工作得(de)以科學化(huà),不受到過多(duō)的(de)人(rén)爲因素的(de)幹擾。同時(shí)由于采用(yòng)NTC這(zhè)樣的(de)微小探頭,保證了(le)對(duì)藝術品的(de)最小破壞的(de)前提下(xià),文物(wù),包括其色彩、形狀不受損毀。 建材實驗:在建材尤其是混凝土幹燥過程中,我們應注意其幹燥趨勢,這(zhè)是評價産品的(de)指标之一,也(yě)爲建築施工方提供了(le)可(kě)靠的(de)數據。應用(yòng)溫濕度記錄儀可(kě)以将此數據記錄并提供給建材研究方,将爲施工提供有益的(de)幫助。尤其是在軍事建築中,時(shí)間就是生命,準确把握混凝土幹燥時(shí)間爲先發緻敵,爲有效地将有生力量提供到戰場(chǎng)上提供了(le)保證,這(zhè)一功能都可(kě)以由ZDR-20完成。 農業及畜牧業的(de)應用(yòng):農業及畜牧業生産,尤其一些經濟作物(wù)的(de)生産,在其幼苗期要詳細記錄溫濕度值。而在農業應用(yòng)中,由于惡劣環境——肥料、糞便等造成的(de)酸堿性環境使濕度産品漂移超出其他(tā)環境,這(zhè)樣就要求濕敏電容漂移較小、整機校準方便。目前在浙江大(dà)學、山東農業大(dà)學、西北(běi)農林(lín)科技大(dà)學等著名院校都使用(yòng)了(le)ZDR-20用(yòng)于農業方面的(de)科研,而且反映十分(fēn)良好。 氣候記錄:ZDR-20溫溫度記錄儀對(duì)農業及氣象分(fēn)析具有很突出的(de)意義。 建築驗收:主要體現在智能樓宇的(de)驗收。由于建築行業的(de)驗收項目多(duō),除暖通(tōng)空調指标外,其他(tā)諸如射線強度、甲醛濃度等建築部要求符合人(rén)體健康指标也(yě)要監測,這(zhè)些指标是直接關系到人(rén)體健康的(de)。如果在這(zhè)些指标不明(míng)了(le)的(de)情況下(xià),測試人(rén)員(yuán)貿然進入這(zhè)些場(chǎng)所并長(cháng)期在其間進行記錄,是對(duì)測試人(rén)員(yuán)的(de)人(rén)身健康的(de)不負責任,而應用(yòng)記錄儀就會保證在取得(de)可(kě)靠數據的(de)同時(shí)對(duì)測試人(rén)員(yuán)的(de)人(rén)身安全進行最大(dà)保護。 重要醫衛場(chǎng)所:按照(zhào)《醫院潔淨手術部建築技術規範征求意見稿》的(de)要求手術室的(de)溫濕度必須控制在一定的(de)範圍内:即溫度在22…25℃;相對(duì)濕度45%RH…60%RH。 适宜的(de)環境溫濕度對(duì)操作者和(hé)病人(rén)都是非常重要的(de)。當室溫超過28℃,濕度大(dà)于70%RH時(shí),易有悶熱(rè)、出汗、煩燥、疲勞等反應,容易影(yǐng)響安定的(de)情緒和(hé)敏捷的(de)思維,使操作者的(de)技術水(shuǐ)平不能得(de)到很好的(de)發揮。同時(shí)病人(rén)也(yě)會出現心率快(kuài)、出汗多(duō)等症狀而增加手術難度;當室溫低于20度時(shí),隻穿手術衣的(de)操作者會感到冷(lěng),易影(yǐng)響操作動作的(de)靈敏性和(hé)準确性,尤其是手指的(de)細微動作。裸露的(de)病人(rén)由于創傷機體抵抗力處于低下(xià)水(shuǐ)平,更易發生感冒等并發症。室内濕度低,物(wù)體表面浮塵随某些動作,如鋪單、開關門等造成氣流改變而懸浮在空氣中。手術間内外溫差大(dà),開門後部分(fēn)區(qū)域的(de)空氣形成蝸流,風速增大(dà)到約手術間原風速的(de)4倍,此時(shí)物(wù)體表面附著(zhe)物(wù)迅速飄浮于空氣中。根據美(měi)國CDC的(de)調查表明(míng)手術室空氣中浮遊菌數在700-800cfu/m3時(shí)就有經空氣感染的(de)危險。從結果可(kě)見,手術時(shí)鋪單至鋪單後2小時(shí)空氣污染最嚴重,此時(shí)正是手術階段。由于受重力作用(yòng),室内飄塵可(kě)直接沉降到手術創面,或操作者的(de)手或手術器械上,因此加強控制此期的(de)空氣污染對(duì)預防術後切口感染是緻關重要的(de)。這(zhè)些要求衛生防疫部門通(tōng)過自己的(de)監測确認各醫院手術室的(de)達标情況,記錄儀是一種很好的(de)方法,減少了(le)人(rén)員(yuán)浪費,并使執法的(de)公正性得(de)到保證。 管路維護:管路裏的(de)濕氣會促進微生物(wù)生長(cháng),管道上發黴就是這(zhè)樣形成的(de)。這(zhè)不但影(yǐng)響空氣流動,還(hái)會滋生大(dà)量細菌。這(zhè)些遭到污染的(de)區(qū)域對(duì)健康構成威脅,并最終導緻室内空氣質量(IAQ,Indoor Air Quality)惡化(huà)。
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