相对湿度测量数据的风速修正与压力修正举例

用干湿球法测量环境试验设备的相对湿度,其测量数据要受到试验箱内风速和大气压力的影响。从事环境试验与环境试验设备的技术人员几乎都知道此问题,但在实践中,几乎都没有采取相对湿度风速修正与大气压力修正的方法。
本文用四达公司生产的环境试验设备产品实测数据,来讨论相对湿度的风速修正与大气压力修正的必要性与计算方法。
1.试验箱的风速分布
根据GB/5170.5—1996《电工电子产品环境试验设备参数检定方法湿热试验设备》和GB/10586-2006《湿热试验箱技术条件》,小于2m3的湿热试验箱,相对湿度测量点为3个,分布在工作空间的上、中、下层,如图1所示:

图中:T———干球温度,℃;

Ts———湿球温度,℃。

各试点与箱壁的距离为工作室尺寸的1/10。

从厂商多年生产环境试验设备的经验看,试验箱工作空间内各试点的风速是不均匀的。下面列出了四达公司往年出厂的几台产品的实测数据(摘自公司检验报告中的数据)。

从表1中第6项(SDJ010F)的实测风速数据还可看出,每一个测量点的风速是随时间变化的,其余各项记录的数据,实际上是该试点多次测量的风速平均值。

2.SDH002F相对湿度测量数据的原始记录(如表2所示)

该数据由D64-2智能温湿度测量仪打印记录,该仪器内部固定设置参数(P=100kPa;A=0.000815℃-1———相当于柱状干湿球湿度计在风速为0.4m/s时的干湿表系数)。

3.SDH002F相对湿度测量数据的风速修正

本人在GB6999-1986《环境试验用相对湿度查算表》和国家气象局编制的《湿度查算表》(甲种本)的基础上,探索了风速V与干湿表系数A之间的关系,并获得球状与柱状干湿球湿度计V与A的经验公式,依此制定了A值适用风速范围参照表(见表3)与相应值的相对湿度查算表。

该参照表根据如下公式确定

球状干湿表A=0.00001(59.2+)

柱状干湿表A=0.00001(59.2+)

式中:A—干湿表系数,℃-1

V—干湿球温度表球部风速,m/s;

本例将铂电阻组成的干湿球湿度计视为柱状干湿球湿度计,采用相应的A值适用风速参照表。则:风速为3m/s则选用A=0.000667℃-1的相对湿度查算表:风速为0.8m/s和1m/s则均选用A=0.000725℃-1的相对湿度查算表。

本例还用相对湿度计算公式进行了核算。用查表查得相对湿度值与计算值几乎完全相同。而计算值与D64-2智能温湿度测量仪的输出值有差异。(我们对D64-2的多次测量数据的认真分析后,发现该仪表的相对湿度输出值确有误差:同样的干球温度和干湿差,输出的相对湿度值却有多个。本文不深入讨论D64-2的测量误差问题)

4.SDH002F相对湿度测量数据的风速修正

本例用查表法在2个相对湿度查算表(A=0.000667℃-1,A=0.000725℃-1,大气压均为100kPa)中查算获得的数据,如表4所示。

5.SDH002F相对湿度测量数据的大气压力修正

本例采用本人编制的Po=100kPa,每10kPa相对湿度大气压力修正表来查算。

例如:用铂电阻测得干球温度t=19.9℃;湿球温度tw=13.3℃,风速V=3m/s。

a.查P=100kPa,A=0.000667℃-1的相对湿度查算表,获得的相对湿度值是:47.4%。

b.查Po=100kPa,A=0.000667℃-1的相对湿度大气压力修正表(△=10kPa),获得的10kPa相对湿度大气压力修正值△r=1.9%。

c.重庆平均大气压约98kPa(有资料介绍,重庆冬季平均大气压约99.12kPa,夏季平均大气压约97.32kPa,实际上各地每天的大气压都是有变化的),与100kPa的大气压力差是(100-98=)-2kPa。

d.用公式(r2=△r*-△P/10)算得-2kPa的修正值是(r2=1.9*-(-2)/10=)0.38%≈0.4%

e.大气压力修正后的相对湿度值是(47.4+0.4=)47.8%

本例的相对湿度大气压力修正值,均采用上述方求得,同时还将相对湿度的风速修正数据列入其中。如表5所示

6.结语

a.本文以一台产品的测试数据为例,用查表法进行了相对湿度的风速与大气压力修正计算。用相对湿度计算公式也能方便地进行这种计算。修正后的相对湿度数据,从理论上讲,应比未修正的数据更准确。

b.低温低湿时的(风速与大气压力)相对湿度修正量比在高温高湿大,修正是必要的。高温高湿时的修正量要小些。

c.重庆地区大气压与100kPa相差不大,本例的相对湿度的大气压力修正值很小,看来可以忽略不计。但是在高海拔地区(如:昆明、兰州、西宁、酒泉)却是不能忽略的。

d.至于什么情况下必须进行相对湿度的风速与大气压力修正,什么情况下可以忽略,这恰恰是一个需要研究的问题。

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可靠性技术新手提问

可靠性工程小硕士 出国前途如何?

2008-5-22 20:09:17

可靠性技术可靠性试验

关于湿热试验箱加湿和除湿方法的研究(转发)

2008-5-23 14:25:50

1 条回复 A文章作者 M管理员
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