高濕試驗箱(通常指可產生85%RH以上,甚至達到98%RH或結露狀態(tài)的溫濕度試驗箱)的濕度測量是一個技術性很強的環(huán)節(jié),需要特別精密的儀器和方法,因為在高濕環(huán)境下,常規(guī)傳感器的誤差會顯著增大。
簡單來說,核心方法是:使用經過計量校準的精密露點儀作為標準器,進行比對測量。
常用的測量方法(從標準器到日常監(jiān)控):
1.校準級標準測量方法(最準確,用于計量和校準)
這是對試驗箱自身濕度傳感器進行校準或驗證其精度時使用的方法。
精密冷鏡式露點儀:
原理:通過冷卻一個鏡面,直到鏡面上剛好開始凝結露水(達到露點溫度),通過高精度測溫元件測量此時的鏡面溫度,即為露點溫度。再結合試驗箱內的環(huán)境溫度,即可計算出相對濕度。
優(yōu)點:基準方法,準確度高,長期穩(wěn)定性好,尤其適合高濕和低濕環(huán)境。
缺點:設備昂貴,操作相對復雜,需要專業(yè)維護,對鏡面潔凈度要求高。
精密電容式露點儀:
原理:采用高分子薄膜電容式傳感器,經過特殊設計和補償,可在高濕下保持良好性能。
優(yōu)點:便攜,響應快,操作比冷鏡式簡單。
缺點:長期穩(wěn)定性可能略遜于冷鏡式,且設備同樣價格不菲。需要定期送回原廠或高級計量機構校準。
操作流程(比對校準法):
將標準露點儀的探頭置于試驗箱工作空間的有效測試點(通常避開出風口和箱壁),與試驗箱自身的傳感器處于同一區(qū)域。在目標溫濕度點(如85℃/85%RH)穩(wěn)定后,同時讀取標準器和被測試驗箱控制傳感器的數(shù)值,差值即為試驗箱的誤差。
2.試驗箱自身監(jiān)控傳感器(日常運行使用)
類型:主流高濕試驗箱多采用干濕球法或電容式聚合物傳感器。
干濕球法:通過測量“干球溫度”和包裹濕潤紗布的“濕球溫度”來計算濕度。這是非常經典、可靠的方法,在高濕環(huán)境下性能穩(wěn)定,但需要維護(如保證紗布清潔、供水系統(tǒng)正常)。
電容式傳感器:常見,但普通商用級別傳感器在高濕(>80%RH)長期運行時易產生漂移、甚至損壞。因此,高品質試驗箱會選用專為高濕環(huán)境優(yōu)化的工業(yè)級或軍規(guī)級傳感器。
3.簡易驗證方法(非精確計量,用于快速檢查)
機械式毛發(fā)濕度計/指針式濕度表:
可放入箱內作為粗略的直觀參考。
注意:響應慢,精度低,受溫度影響大,不能作為計量依據(jù)。
飽和鹽溶液法:
在密閉容器內配置特定飽和鹽溶液(如KCl,在25℃下可產生約85%RH的穩(wěn)定濕度環(huán)境),將其放入試驗箱中,看箱內濕度是否能穩(wěn)定在鹽溶液的平衡濕度附近。
注意:這主要用于產生一個固定的濕度參考點,用于粗略驗證,不能測量連續(xù)變化的濕度。