溫濕度測量是現(xiàn)代測量新發(fā)展出來的一個領(lǐng)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(shù)日漸成熟。時至今日由于我們不再滿足于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(rèn)定儲運過程的安全性導(dǎo)致了新的溫濕度測量儀器——溫濕度記錄器的誕生。
溫濕度記錄器是將溫濕度參數(shù)進行測量并按照預(yù)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,
水分測定儀維修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(guān)過程沒有任何危及產(chǎn)品安全的事件發(fā)生。
下面以瑞士ROTRONIC公司生產(chǎn)的Hygrolog 溫濕度記錄器為例介紹溫濕度記錄器的原理及應(yīng)用:
原理:溫濕度記錄器由三大部分組成: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:由完全互換的Hygroclip 系列探頭組成不同的探頭完成不同功能:
Hygroclip s通用探頭應(yīng)用于通用測量包括廠房、實驗室、貨柜空間等空間測量。
Hygroclip sc04/sc05狹小空間用探頭應(yīng)用于要求狹小空間使用、對產(chǎn)品破壞小的場所。例如:博物館保存雕塑、雕刻等藝術(shù)品;一些化石;工程建筑、橋梁建筑監(jiān)測混凝土干燥等應(yīng)用。
Hygroclip sp05小空間插入探頭應(yīng)用于顆粒狀堆積材料的插入測量
Hygroclip HK25/40 高溫探頭最高可達(dá)200℃。用于高溫環(huán)境。
Hygroclip HS28 劍式探頭應(yīng)用于造紙、印刷、卷狀堆積物等場所。
以上探頭為完全互換探頭均可以和Hygrolog進行聯(lián)接。并完成不同功能。
儀器本體:Hygrolog 記錄器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10000個數(shù)據(jù)點(溫度、濕度各5000點)記錄間隔為15S至2h可調(diào):由PC調(diào)整根據(jù)其設(shè)定值確定記錄時間最長可達(dá)416天。記錄器工作溫度受
電池限制即鋰電池:-20至70℃;堿性電池:-10至50℃。量程及精度由探頭決定量程:可達(dá)-50至200℃0至100%RH;精度:±1.5%RH±0.3℃;防護等級:IP65。
PC界面:HW3軟件。軟件支持是記錄器不可或缺的一部分其主要功能為:設(shè)定單位設(shè)定存儲周期設(shè)定采樣周期讀取數(shù)據(jù)并顯示測量數(shù)據(jù)、歷史曲線等這是數(shù)據(jù)記錄器不可分割的一部分。一個好的上位機軟件能夠提供記錄器最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。
所有的記錄器均大致遵循這樣一個模式所不同的是:有些記錄器將測量部分置于記錄器內(nèi)部有些記錄器采用單獨可完全互換的探頭。采用前一種方式其特點是:可將產(chǎn)品體積變小但卻帶來了占用存儲資源、校準(zhǔn)不便等問題也不能同時運用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品完成多種功能同時還帶來了由于電池限制而導(dǎo)致監(jiān)測范圍變窄等問題;運用后一種電路由于傳統(tǒng)探頭采用模擬輸出這樣也帶來:1、需要A/D轉(zhuǎn)換;2、要求對應(yīng)不同量程和不同輸入進行不同的電路或參數(shù)變換這兩個問題。
基于以上原因?qū)ξ覀兲岢隽诵碌脑O(shè)計任務(wù)在這方面,瑞士ROTRONIC公司走到了前列。他們的探頭采用數(shù)字技術(shù)符合一致的協(xié)議消除了A/D轉(zhuǎn)換的問題。同時由于測量和記錄部分的分離最大限度地拓寬了應(yīng)用范圍。由于采用單總線協(xié)議及DIO總線技術(shù)使其資源大大節(jié)約。這樣減少了耗電元件保證了電池更長的工作時間。例如:應(yīng)用750mAh的電池5分鐘為采樣間隔可連續(xù)記錄6個月。
ROTRONIC的記錄器應(yīng)用范圍很廣涵蓋了幾乎所有需要有溫濕度數(shù)據(jù)存檔的地方并且由于采用了多種特色探頭使眾多領(lǐng)域的應(yīng)用成為可能。
典型應(yīng)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(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14天、21℃時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(xì)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(dāng)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器并啟動它溫濕度記錄器有一個精密的內(nèi)部時鐘忠實地記錄指定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(zé)任也會立即知曉。
博物館文物、檔案管理:這是溫濕度產(chǎn)品應(yīng)用的另一個大的領(lǐng)域而記錄器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(yù)防惡性事故的發(fā)生。使用溫濕度記錄器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。同時由于采用Hygroclip sc04這樣的微小探頭保證了對藝術(shù)品的最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(yīng)注意其干燥趨勢這是評價產(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)用溫濕度記錄器可以將此數(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(zhǔn)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由Hygrolog+HygroClip sc04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、整機校準(zhǔn)方便。
氣候記錄:Hygrolog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(biāo)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(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(fù)責(zé)任而應(yīng)用記錄器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最大保護
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時就有經(jīng)空氣感染的危險。從結(jié)果可見手術(shù)時鋪單至鋪單后2小時空氣污染最嚴(yán)重此時正是手術(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)情況記錄器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。
管路維護:管路里的濕氣會促進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)成威脅并最終導(dǎo)致室內(nèi)空氣質(zhì)量(IAQ,Indoor Air Quality)惡化。芬蘭歐立法(Oy Lifa)公司利用羅卓尼克(ROTRONIC)溫濕度記錄器和一輛微型卡車找到了非常好的辦法來研究管道狀況、遠(yuǎn)程視頻設(shè)備及檢查管路。