溫濕度記錄儀的原理和應(yīng)用

溫濕度測量是現(xiàn)代測量新發(fā)展出來的一個(gè)領(lǐng)域，尤其濕度的測量更是不斷前進(jìn)。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(shù)日漸成熟。時(shí)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(shí)時(shí)記錄其全過程溫濕度變化，并依據(jù)這些變化認(rèn)定儲運(yùn)過程的安全性，導(dǎo)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(jìn)行測量并按照預(yù)定的時(shí)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(jī)，利用適配軟件將存儲的數(shù)據(jù)提出并按其數(shù)值、時(shí)間進(jìn)行分析的儀器。利用該儀器可確定儲運(yùn)過程、實(shí)驗(yàn)過程等相關(guān)過程沒有任何危及產(chǎn)品安全的事件發(fā)生。 

　　下面以浙江大學(xué)電氣設(shè)備廠生產(chǎn)的ZDR-20型溫濕度記錄儀為例介紹溫濕度記錄儀的原理及應(yīng)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：ZDR-20系列溫度探頭由NTC和pt1000系列組成，不同的探頭完成不同功能： 

NTC通用探頭：應(yīng)用于通用測量，包括廠房、實(shí)驗(yàn)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，zui高可達(dá)300℃。用于高溫環(huán)境。 
Pt1000-2型溫度傳感器高精度探頭，zui高精度可達(dá)到±0.2℃，用于實(shí)驗(yàn)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(jìn)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美國進(jìn)口霍尼威爾濕度傳感器，其精度為±3%，甚至可以達(dá)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：ZDR-20型記錄儀，通過探頭進(jìn)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(diǎn)），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(shè)定值確定記錄時(shí)間zui長可達(dá)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(dá)-40至300℃，0至100%RH；精度：±2%RH～±3%RH，±0.2℃～±0.5℃；防護(hù)：密閉、防水。儀器尺寸：58mm*72mm*29mm。 

　　PC界面：ZDR軟件。軟件支持是記錄儀*的一部分，其主要功能為：設(shè)定記錄間隔（2s～24h任意可調(diào)），設(shè)定停止方式，設(shè)定啟動時(shí)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(gè)好的上位機(jī)軟件能夠提供記錄儀zui廣泛的支持，通過上位機(jī)的支持，鍵盤等不必要的零件解放了，同時(shí)提供出更多的資源以利用。 

典型應(yīng)用 

　　食品儲運(yùn)：由于食品儲運(yùn)過程時(shí)間并不是一個(gè)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(xiàng)重要指標(biāo)，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(guān)，平衡相對濕度值為81%RH的蛋糕，其保質(zhì)期為27℃時(shí)14天、21℃時(shí)24天，如果平衡相對濕度提高到85%RH，這些指標(biāo)將降低為27℃ 時(shí)8天、21℃ 時(shí)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(jìn)行交換情況下，由周圍空氣獲取的濕度值。這個(gè)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(xì)指明。同時(shí)，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(shí)時(shí)記錄溫濕度變化，保證食品安全進(jìn)入消費(fèi)者口中。 

　　當(dāng)長途運(yùn)輸或者海運(yùn)冷凍冷藏食品時(shí)，如何在接收時(shí)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(shí)候放入貨艙中一個(gè)記錄儀，并啟動它，溫濕度記錄儀有一個(gè)精密的內(nèi)部時(shí)鐘，忠實(shí)地記錄時(shí)間間隔的溫濕度數(shù)據(jù)，在取出時(shí)可以容易地利用電腦察看圖形文件及報(bào)警值，判斷是否超過容許值,什么時(shí)候及持續(xù)時(shí)間都能輕松獲得，承運(yùn)方是否有責(zé)任也會立即知曉。目前上海外資企業(yè)哈根達(dá)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(xué)管理冷藏運(yùn)輸?shù)挠辛k法。 

　　博物館文物、檔案管理：這是溫濕度產(chǎn)品應(yīng)用的另一個(gè)大的領(lǐng)域，而記錄儀在其中又是很有特色的產(chǎn)品。檔案的紙張?jiān)跍貪穸冗m宜的條件可以多存放一些時(shí)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(jìn)行溫濕度記錄是必要的，可以預(yù)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(xué)化，不受到過多的人為因素的干擾。同時(shí)由于采用NTC這樣的微小探頭，保證了對藝術(shù)品的zui小破壞的前提下，文物，包括其色彩、形狀不受損毀。 

　　建材實(shí)驗(yàn)：在建材尤其是混凝土干燥過程中，我們應(yīng)注意其干燥趨勢，這是評價(jià)產(chǎn)品的指標(biāo)之一，也為建筑施工方提供了可靠的數(shù)據(jù)。應(yīng)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(shí)間就是生命，準(zhǔn)確把握混凝土干燥時(shí)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ZDR-20完成。

　　農(nóng)業(yè)及畜牧業(yè)的應(yīng)用：農(nóng)業(yè)及畜牧業(yè)生產(chǎn)，尤其一些經(jīng)濟(jì)作物的生產(chǎn)，在其幼苗期要詳細(xì)記錄溫濕度值。而在農(nóng)業(yè)應(yīng)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(jī)校準(zhǔn)方便。目前在浙江大學(xué)、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)、西北農(nóng)林科技大學(xué)等院校都使用了ZDR-20用于農(nóng)業(yè)方面的科研，而且反映十分良好。 

　　氣候記錄：ZDR-20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(yàn)收：主要體現(xiàn)在智能樓宇的驗(yàn)收。由于建筑行業(yè)的驗(yàn)收項(xiàng)目多，除暖通空調(diào)指標(biāo)外，其他諸如射線強(qiáng)度、甲醛濃度等建筑部要求符合人體健康指標(biāo)也要監(jiān)測，這些指標(biāo)是直接關(guān)系到人體健康的。如果在這些指標(biāo)不明了的情況下，測試人員貿(mào)然進(jìn)入這些場所并長期在其間進(jìn)行記錄，是對測試人員的人身健康的不負(fù)責(zé)任，而應(yīng)用記錄儀就會保證在取得可靠數(shù)據(jù)的同時(shí)對測試人員的人身安全進(jìn)行zui大保護(hù)。 

　　重要醫(yī)衛(wèi)場所：按照《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范征求意見稿》的要求手術(shù)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(dāng)室溫超過28℃，濕度大于70%RH時(shí)，易有悶熱、出汗、煩燥、疲勞等反應(yīng)，容易影響安定的情緒和敏捷的思維，使操作者的技術(shù)水平不能得到很好的發(fā)揮。同時(shí)病人也會出現(xiàn)心率快、出汗多等癥狀而增加手術(shù)難度；當(dāng)室溫低于20度時(shí)，只穿手術(shù)衣的操作者會感到冷，易影響操作動作的靈敏性和準(zhǔn)確性，尤其是手指的細(xì)微動作。裸露的病人由于創(chuàng)傷機(jī)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(guān)門等造成氣流改變而懸浮在空氣中。手術(shù)間內(nèi)外溫差大，開門后部分區(qū)域的空氣形成蝸流，風(fēng)速增大到約手術(shù)間原風(fēng)速的4倍，此時(shí)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(shù)室空氣中浮游菌數(shù)在700-800cfu/m3時(shí)就有經(jīng)空氣感染的危險(xiǎn)。從結(jié)果可見，手術(shù)時(shí)鋪單至鋪單后2小時(shí)空氣污染zui嚴(yán)重，此時(shí)正是手術(shù)階段。由于受重力作用，室內(nèi)飄塵可直接沉降到手術(shù)創(chuàng)面，或操作者的手或手術(shù)器械上，因此加強(qiáng)控制此期的空氣污染對預(yù)防術(shù)后切口感染是致關(guān)重要的。這些要求衛(wèi)生防疫部門通過自己的監(jiān)測確認(rèn)各醫(yī)院手術(shù)室的達(dá)標(biāo)情況，記錄儀是一種很好的方法，減少了人員浪費(fèi)，并使執(zhí)法的公正性得到保證。 

　　管路維護(hù)：管路里的濕氣會促進(jìn)微生物生長，管道上發(fā)霉就是這樣形成的。這不但影響空氣流動，還會滋生大量細(xì)菌。這些遭到污染的區(qū)域?qū)】禈?gòu)成威脅，并zui終導(dǎo)致室內(nèi)空氣質(zhì)量（IAQ,Indoor Air Quality）惡化。