溫濕度記錄儀的原理與應用

    溫濕度測量是現(xiàn)代測量新發(fā)展出來的一個領域，尤其濕度的測量更是不斷前進。經(jīng)歷了長度法、干濕法直至今天的電測量的歷程，使?jié)穸葴y量技術日漸成熟。時至今日，由于我們不再滿足于溫濕度的測量，尤其是一些場所的監(jiān)控直接要求實時記錄其全過程溫濕度變化，并依據(jù)這些變化認定儲運過程的安全性，導致了新的溫濕度測量儀器——溫濕度記錄儀的誕生。

溫濕度記錄儀是將溫濕度參數(shù)進行測量并按照預定的時間間隔將其儲存在內(nèi)部存儲器中，在完成記錄功能后將其聯(lián)接到PC機，利用適配軟件將存儲的數(shù)據(jù)提出并按其數(shù)值、時間進行分析的儀器。利用該儀器可確定儲運過程、實驗過程等相關過程沒有任何危及產(chǎn)品安全的事件發(fā)生。

下面以溫濕度記錄儀為例介紹溫濕度記錄儀的原理及應用： 
原理 
溫濕度記錄儀由三大部分組成：測量部分、儀器本體、PC界面。

下面分別介紹這三部分： 
測量部分：即溫度傳感器和濕度傳感器。 
溫度傳感器：溫度探頭由NTC和pt1000系列組成，不同的探頭完成不同功能： 
NTC通用探頭：應用于通用測量，包括廠房、實驗室、貨柜空間等空間測量，其精度為±0.5℃，尺寸大小為：直徑5mm，長25mm。 
Pt1000-1型溫度傳感器高溫探頭，高可達300℃。用于高溫環(huán)境。 
Pt1000-2型溫度傳感器高精度探頭，高精度可達到±0.2℃，用于實驗室等要求高精度的場合。尺寸大小為：直徑3mm，長30mm。 
(以上溫度探頭均可以按照用戶要求進行組合，以完成不同功能。) 
濕度傳感器：濕度探頭均采用美國進口霍尼威爾濕度傳感器，其精度為±3%，甚至可以達到±2%，測量范圍為0～100%RH。尺寸大小為：直徑7～13mm,長17mm。 
(以上所有溫濕度探頭均可選擇內(nèi)置或外置，以供不同需求的客戶選擇)

儀器本體：記錄儀，通過探頭進行測量，將數(shù)據(jù)存儲并傳輸至PC，其存儲容量為9890組數(shù)據(jù)(溫度、濕度各9890點)，記錄間隔為2S至24h連續(xù)可調(diào)：由PC軟件調(diào)整，根據(jù)其設定值確定記錄時間長可達26年多。記錄儀工作溫度受電池限制，即鋰電池：-20至100℃；堿性電池：-10至50℃。量程及精度由探頭決定，量程：可達-40至300℃，0至100%RH；精度：±2%RH～±3%RH，±0.2℃～±0.5℃；防護：密閉、防水。儀器尺寸：58mm＊72mm＊29mm。

PC界面：軟件。軟件支持是記錄儀*的一部分，其主要功能為：設定記錄間隔(2s～24h任意可調(diào))，設定停止方式，設定啟動時間，讀取數(shù)據(jù)并顯示測量數(shù)據(jù)、歷史曲線等，提供打印功能，把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為EXCEL或WORD文檔形式等等功能，這是數(shù)據(jù)記錄儀不可分割的一部分。一個好的上位機軟件能夠提供記錄儀廣泛的支持，通過上位機的支持，鍵盤等不必要的零件解放了，同時提供出更多的資源以利用。

典型應用 
食品儲運：由于食品儲運過程時間并不是一個短期問題，但食品保存中的相對平衡濕度又是保證食品安全的一項重要指標，相對平衡濕度直接影響菌落的生長。例如：在平衡相對濕度為95%RH至91%RH范圍內(nèi)，易于滋生的菌落為沙門氏菌、波林特菌、乳酸菌、霉菌和酵母菌。而食物保存周期也與溫度、平衡相對濕度有關，平衡相對濕度值為81%RH的蛋糕，其保質(zhì)期為27℃時14天、21℃時24天，如果平衡相對濕度提高到85%RH，這些指標將降低為27℃ 時8天、21℃ 時12天。吸濕物質(zhì)的平衡相對濕度起到了決定性作用。平衡相對濕度定義為物質(zhì)與空氣中水不進行交換情況下，由周圍空氣獲取的濕度值。這個定義很清楚，為了成功地儲存和保持這些產(chǎn)品，環(huán)境氣候的控制及包裝必須仔細指明。同時，很多食品的保存在過于干燥情況下，其口感都會有些變壞。針對這種情況，要求實時記錄溫濕度變化，保證食品安全進入消費者口中。

當長途運輸或者海運冷凍冷藏食品時，如何在接收時證明貨物一直處于規(guī)定的溫濕度條件是件非常重要的事。解決爭議的做法就是在發(fā)貨的時候放入貨艙中一個記錄儀，并啟動它，溫濕度記錄儀有一個精密的內(nèi)部時鐘，忠實地記錄時間間隔的溫濕度數(shù)據(jù)，在取出時可以容易地利用電腦察看圖形文件及報警值，判斷是否超過容許值,什么時候及持續(xù)時間都能輕松獲得，承運方是否有責任也會立即知曉。目前上海外資企業(yè)哈根達斯和杭州肯德基食品有限公司，通過使用我們的產(chǎn)品找到了科學管理冷藏運輸?shù)挠辛k法。

博物館文物、檔案管理：這是溫濕度產(chǎn)品應用的另一個大的領域，而記錄儀在其中又是很有特色的產(chǎn)品。檔案的紙張在溫濕度適宜的條件可以多存放一些時間，而一旦溫濕度條件遭到破壞紙張將要變脆，重要資料也將隨之蕩然無存，對檔案館進行溫濕度記錄是必要的，可以預防惡性事故的發(fā)生。使用溫濕度記錄儀將使溫濕度記錄的工作得以簡化，也將節(jié)約文物保管的成本，使這一工作得以科學化，不受到過多的人為因素的干擾。同時由于采用NTC這樣的微小探頭，保證了對藝術品的小破壞的前提下，文物，包括其色彩、形狀不受損毀。

建材實驗：在建材尤其是混凝土干燥過程中，我們應注意其干燥趨勢，這是評價產(chǎn)品的指標之一，也為建筑施工方提供了可靠的數(shù)據(jù)。應用溫濕度記錄儀可以將此數(shù)據(jù)記錄并提供給建材研究方，將為施工提供有益的幫助。尤其是在軍事建筑中，時間就是生命，準確把握混凝土干燥時間為先發(fā)致敵，為有效地將有生力量提供到戰(zhàn)場上提供了保證，這一功能都可以由完成。

農(nóng)業(yè)及畜牧業(yè)的應用：農(nóng)業(yè)及畜牧業(yè)生產(chǎn)，尤其一些經(jīng)濟作物的生產(chǎn)，在其幼苗期要詳細記錄溫濕度值。而在農(nóng)業(yè)應用中，由于惡劣環(huán)境——肥料、糞便等造成的酸堿性環(huán)境使?jié)穸犬a(chǎn)品漂移超出其他環(huán)境，這樣就要求濕敏電容漂移較小、整機校準方便。目前在浙江大學、山東農(nóng)業(yè)大學、西北農(nóng)林科技大學等院校都使用了用于農(nóng)業(yè)方面的科研，而且反映十分良好。

氣候記錄：溫溫度記錄儀對農(nóng)業(yè)及氣象分析具有很突出的意義。

建筑驗收：主要體現(xiàn)在智能樓宇的驗收。由于建筑行業(yè)的驗收項目多，除暖通空調(diào)指標外，其他諸如射線強度、甲醛濃度等建筑部要求符合人體健康指標也要監(jiān)測，這些指標是直接關系到人體健康的。如果在這些指標不明了的情況下，測試人員貿(mào)然進入這些場所并長期在其間進行記錄，是對測試人員的人身健康的不負責任，而應用記錄儀就會保證在取得可靠數(shù)據(jù)的同時對測試人員的人身安全進行大保護。

重要醫(yī)衛(wèi)場所：按照《醫(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)范征求意見稿》的要求手術室的溫濕度必須控制在一定的范圍內(nèi)：即溫度在22…25℃；相對濕度45％RH…60％RH。 適宜的環(huán)境溫濕度對操作者和病人都是非常重要的。當室溫超過28℃，濕度大于70%RH時，易有悶熱、出汗、煩燥、疲勞等反應，容易影響安定的情緒和敏捷的思維，使操作者的技術水平不能得到很好的發(fā)揮。同時病人也會出現(xiàn)心率快、出汗多等癥狀而增加手術難度；當室溫低于20度時，只穿手術衣的操作者會感到冷，易影響操作動作的靈敏性和準確性，尤其是手指的細微動作。裸露的病人由于創(chuàng)傷機體抵抗力處于低下水平，更易發(fā)生感冒等并發(fā)癥。室內(nèi)濕度低，物體表面浮塵隨某些動作，如鋪單、開關門等造成氣流改變而懸浮在空氣中。手術間內(nèi)外溫差大，開門后部分區(qū)域的空氣形成蝸流，風速增大到約手術間原風速的4倍，此時物體表面附著物迅速飄浮于空氣中。根據(jù)美國CDC的調(diào)查表明手術室空氣中浮游菌數(shù)在700-800cfu/m3時就有經(jīng)空氣感染的危險。從結(jié)果可見，手術時鋪單至鋪單后2小時空氣污染嚴重，此時正是手術階段。由于受重力作用，室內(nèi)飄塵可直接沉降到手術創(chuàng)面，或操作者的手或手術器械上，因此加強控制此期的空氣污染對預防術后切口感染是致關重要的。這些要求衛(wèi)生防疫部門通過自己的監(jiān)測確認各醫(yī)院手術室的達標情況，記錄儀是一種很好的方法，減少了人員浪費，并使執(zhí)法的公正性得到保證。