空氣濕度（水蒸汽壓力）的測量與計算
空氣濕度（水蒸汽壓力）的測量與計算
一、空氣濕度
1、空氣濕度的表示方法
（1）絕對濕度——是指單位體積的濕空氣中包含的水蒸汽質量（它也是水蒸汽的密度），單位：kg/m³。
（2）相對濕度——指某一體積的濕空氣中實際含有的水蒸汽量與同溫度下的飽和水蒸汽量之比的百分數（即，絕對濕度與同溫度下飽和濕度之比，它也是水蒸汽密度與同溫度下飽和水蒸汽密度之比，它也是水蒸汽分壓與同溫度下飽和水蒸汽分壓之比。）。
相對濕度φ可用下式表示：
φ=f/F飽×100%
式中：f——空氣中所含的水蒸汽量，即，絕對濕度，kg/m³；
F飽——在同一溫度下空氣中的飽和水蒸汽量kg/m³。空氣中飽和水蒸汽量的大小取決於空氣的溫度，溫度越高F飽越大。
水蒸汽的密度ρv取決於濕空氣溫度T及其中水蒸汽分壓PV，按照理想氣體狀態方程（一個單位質量的氣體壓力與體積的乘積再除以絕對溫度是一個常數）有：
ρv=1/VV=PV/（Rgv×T）①
式中：1——一個單位質量的氣體，kg；VV ——一個單位質量的水蒸汽（或氣體，腳標“v”表示該參數為水蒸汽）體積m³；Rgv——是水蒸汽的氣體常數。
從上式可見，在一定溫度下，濕空氣中水蒸汽的分壓Pv越高，其絕對濕度越大。但是在一定溫度T下，水蒸汽的分壓不可能超過其相應的飽和壓力Ps，因達到飽和壓力時，水蒸汽開始凝結。因此，水蒸汽達到飽和時，濕空氣具有該溫度下最大的絕對濕度ρs，按式①有：
ρs=Ps/（Rgv×T）
相對濕度值是表示空氣幹濕程度的一個參數，在一定的溫度與壓力下，飽和濕度是一個常數，相對濕度φ值越大，空氣越潮濕，反之，則越幹燥。
相對濕度，也可以說水蒸汽的分壓離同溫度下飽和水蒸汽分壓的程度。因此，常用濕空氣的絕對濕度ρv與同溫度下飽和空氣的絕對濕度ρs的比值來衡量空氣的潮濕程度，這個比值稱為相對濕度φ，按照式①及②式有：
φ=ρv/ρs=PV/Ps
式中：ρv——水蒸汽的密度，即絕對濕度kg/m³；
ρs——在同溫度下飽和水蒸汽的密度，即飽和絕對濕度kg/m³；
PV——水蒸汽分壓，Pa；
Ps——在同溫度下飽和水蒸汽分壓，Pa。
在溫度不變的情況下，水分向空氣中蒸發，蒸汽的分壓力增加（也可以說是絕對濕度增加，或說是水蒸汽的密度增加）。空氣中水蒸汽達到飽和時，蒸汽分壓就是對應於空氣濕度的飽和蒸汽壓力Ps。
空氣中水汽所產生的壓力，也稱為水汽壓，有時也把水汽壓叫做絕對濕度。水汽壓取決於空氣中的水汽含量，當空氣中水汽含量增多，水汽壓就相應增大。空氣中水汽含量與溫度有密切關係，當溫度一定時，單位體積空氣中所能容納的水汽含量是有一定限度的。水汽含量達到這個限度，空氣便呈飽和狀態，這時的空氣就稱飽和空氣。飽和空氣中的水汽壓稱為飽和水汽壓，也叫最大水汽壓。
二、濕度的測量
濕度的測定的方法主要有重量法、化學法、電阻法、電容法、近紅外吸收法、中子法、微波法、射頻法、核磁共振法和等濕吸附法。
1、毛發濕度表（計）：利用脫脂人發（或牛的腸衣）具有空氣潮濕時伸長，幹燥時縮短的特性，製成毛發濕度表。該濕度表比較簡單精度不高的。
2、電阻濕度片：利用吸濕膜片隨濕度變化，改變其電阻值的原理，製成的測濕計。
3、薄膜濕敏電容：是以高分子聚合物為介質的電容器，因吸收（或釋放）水汽而改變電容值的原理製成的測濕計。
4、幹濕球
幹濕球是最常見的測濕度計，幹濕球濕度計據有堅實的理論基礎，在測濕法中一直占有重要地位。精密的阿斯曼通風幹濕表長期以來作為檢定其它濕度計的二等標準。
幹濕球濕度計由兩支規格完全相同的溫度計組成，一支稱為幹球溫度計，其溫泡暴露在空氣中，用以測量環境溫度；另一支稱為濕球溫度計，其溫泡用特製的紗布包裹起來，並設法使紗布保持濕潤，紗布中的水分不斷向周圍空氣中蒸發，並帶走熱量，使濕球溫度下降。水分蒸發速率與周圍空氣含水量有關，空氣濕度越低，水分蒸發率越快，導致濕球溫度越低，通過測量幹球溫度和濕球溫度之差來確定空氣濕度。
5、露點儀
露點法是一種古老的濕度測量方法，它已有一百多年的曆史了。隨著科學技術的發展露點技術臻於完善，高精度的露點儀在一般濕度範圍的測量準確度可達±℃露點溫度。
露點儀建立在可靠的理論基礎之上，具有準確度高，測量範圍寬的特點，其準確度僅次於重量法濕度計。
露點濕度計的原理
若將一個光潔的金屬表麵放到相對濕度低於100%的空氣中，並使之冷卻，當溫度降到某一數值時，靠近該表麵的的相對濕度達到100%，這時將有露在表麵上聲成。
該原理可以敘述為：當一定體積的濕空氣在恒定的總壓力下被均勻降溫，直到空氣中的水汽達到飽和狀態，該狀態叫做露點。
在冷卻的過程中，氣體和水汽的分壓保持不變（因為水汽的絕對濕度沒變），如果空氣的溫度是Ta，露點生成的溫度為Td，則濕空氣的相對濕度可以通過下式算出：
φ=[（在露點溫度Td時飽和水汽壓）]/ [（在原來溫度Ta時飽和水汽壓）]×100%
三、飽和水蒸汽壓力的計算公式
飽和是一種動態平衡狀態，在該狀態下氣相中水汽濃度或密度保持恒定。在整個濕度的換算過程中，對飽和水蒸汽壓力公式的選取尤為重要。計算飽和濕度的公式有很多，有的很繁雜，適應的環境各異。
下麵是一個什麼“Michell”公司計算飽和水蒸汽壓的簡化公式。主要是為了適應大多數工程實踐需要，特別是利用計算機、微處理器編程需要，總結了一組簡化水汽壓公式。
簡化公式如下（飽和水蒸汽壓力的單位：Pa）：
在水麵上：
飽和水蒸氣壓力Psat的計算公式：
Psat=e[Ln611.12+(17.62×空氣溫度)/(243.12+空氣溫度)]
式中：e——自然對數的底，2.71828；
Ln——自然對數符號。
其中溫度範圍是：－45℃～＋60℃；不確定度小於±0.6%；置信度在95%。還有什麼在冰麵上的計算公式。
