空气湿度的观测课件.ppt
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- 空气 湿度 观测 课件
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1、第三章第三章 空气湿度的观测空气湿度的观测3.13.1干湿球温度表测湿原理干湿球温度表测湿原理3.23.2通风干湿表通风干湿表3.33.3湿敏电容湿度传感器湿敏电容湿度传感器3.43.4湿度查算表湿度查算表3.53.5毛发湿度表毛发湿度表3.63.6毛发湿度计毛发湿度计定义定义:空气湿度(简称湿度,下同)是表示空气中的空气湿度(简称湿度,下同)是表示空气中的水汽含量和潮湿程度的物理量。水汽含量和潮湿程度的物理量。湿度量有:湿度量有:水汽压(水汽压(e e)空气中水汽部分作用在单位面积空气中水汽部分作用在单位面积上的压力。以百帕(上的压力。以百帕(hPahPa)为单位,取一位小数。)为单位,取一
2、位小数。相对湿度(相对湿度(U U)空气中实际水汽压与当时气温空气中实际水汽压与当时气温下的饱和水汽压之比。以百分数(下的饱和水汽压之比。以百分数(%)表示,取整)表示,取整数。数。露点温度(露点温度(TdTd)空气在水汽含量和气压不变空气在水汽含量和气压不变的条件下,降低气温达到饱和时的温度。以摄氏的条件下,降低气温达到饱和时的温度。以摄氏度(度()为单位,取一位小数。)为单位,取一位小数。测定湿度的仪器:测定湿度的仪器:干球温度表干球温度表人工站:人工站:湿球温度表湿球温度表毛发湿度表毛发湿度表毛发湿度计毛发湿度计自动站:湿敏电容湿度传感器自动站:湿敏电容湿度传感器3.1 3.1 干湿球温
3、度表测湿原理干湿球温度表测湿原理一、原理一、原理:利用两支球部大小、形状等配对的温度利用两支球部大小、形状等配对的温度表,放在同一环境中,其中一支用来测定空气温表,放在同一环境中,其中一支用来测定空气温度,称为干球;另一支球部包上润湿的纱布,称度,称为干球;另一支球部包上润湿的纱布,称为湿球。当空气中的水汽含量未达饱和时,湿球为湿球。当空气中的水汽含量未达饱和时,湿球表面的水分不断蒸发,消耗湿球的热量而降温;表面的水分不断蒸发,消耗湿球的热量而降温;同时又从流经湿球的空气中不断取得热量补给。同时又从流经湿球的空气中不断取得热量补给。当湿球因蒸发而消耗的热量和从周围空气中获得当湿球因蒸发而消耗的
4、热量和从周围空气中获得的热量相平衡时,湿球温度就不再继续下降,从的热量相平衡时,湿球温度就不再继续下降,从而维持了一相对稳定的干湿球温度差。干湿球温而维持了一相对稳定的干湿球温度差。干湿球温度差值的大小,主要与当时的空气湿度有关。度差值的大小,主要与当时的空气湿度有关。湿度小,湿球水分蒸发快,湿球温度降得越多,干湿球温度差就大;湿度小,湿球水分蒸发快,湿球温度降得越多,干湿球温度差就大;湿度大,湿球水分蒸发慢,湿球温度降低得少,干湿球温度差就小。湿度大,湿球水分蒸发慢,湿球温度降低得少,干湿球温度差就小。二、测湿公式二、测湿公式:式中式中:e:e:当时空气中的水汽压当时空气中的水汽压 e et
5、wtw:湿球温度下的饱和水汽压湿球温度下的饱和水汽压 t:t:干球温度干球温度 t tw w:湿球温度湿球温度 P:P:当时的气压当时的气压 A:A:干湿球表测湿系数干湿球表测湿系数,其主要与其主要与流经湿球球部的风速有关。流经湿球球部的风速有关。()twweeAP tt三、湿球温度表的使用三、湿球温度表的使用 在小百叶箱的底板中心,在小百叶箱的底板中心,安装一个温度表支架,安装一个温度表支架,干、湿球温度表垂直悬干、湿球温度表垂直悬挂在支架两侧的环内,挂在支架两侧的环内,球部向下,干球在东,球部向下,干球在东,湿球在西,球部中心距湿球在西,球部中心距地面地面1.5m1.5m高。湿球温度高。湿
6、球温度表球部包扎一条纱布,表球部包扎一条纱布,纱布的下部浸到一个带纱布的下部浸到一个带盖的水杯内。杯口距湿盖的水杯内。杯口距湿球球部约球球部约3cm3cm,杯中盛,杯中盛蒸馏水(只允许用医用蒸馏水(只允许用医用蒸馏水),供湿润湿球蒸馏水),供湿润湿球纱布用。纱布用。三、湿球温度表的使用三、湿球温度表的使用湿球纱布包扎湿球纱布包扎 用统一配发的吸水性能良好的纱布包扎湿球球部。包扎时,用统一配发的吸水性能良好的纱布包扎湿球球部。包扎时,要把湿球温度表从百叶箱中拿出,手洗干净后,再用清洁要把湿球温度表从百叶箱中拿出,手洗干净后,再用清洁的水将球部洗净,然后将长约的水将球部洗净,然后将长约1010厘米
7、的新纱布在蒸馏水中厘米的新纱布在蒸馏水中浸湿,平贴无绉折地包卷在感应部分上,纱布的绝大部分浸湿,平贴无绉折地包卷在感应部分上,纱布的绝大部分留在下边,纱布的重叠部分不要超过球部圆周的留在下边,纱布的重叠部分不要超过球部圆周的l/4l/4;包;包好后,用纱线把高出球部上面的纱布扎紧,再将纱布弄平,好后,用纱线把高出球部上面的纱布扎紧,再将纱布弄平,用纱线把球部下面的纱布紧靠着球部扎好用纱线把球部下面的纱布紧靠着球部扎好(不宜过紧不宜过紧)并剪并剪掉多余的纱线。纱布放入水杯中时,要折叠平整。当湿球掉多余的纱线。纱布放入水杯中时,要折叠平整。当湿球纱布开始冻结后,应及时从室内带一杯蒸馏水对湿球纱布纱
8、布开始冻结后,应及时从室内带一杯蒸馏水对湿球纱布进行溶冰,待纱布变软后,在球部下部进行溶冰,待纱布变软后,在球部下部2 23 3毫米处剪断,毫米处剪断,然后把湿球温度表下的水杯取走,以防水杯冻裂。然后把湿球温度表下的水杯取走,以防水杯冻裂。湿球纱布应保持清洁、柔软和湿润,一般应每周换纱布一湿球纱布应保持清洁、柔软和湿润,一般应每周换纱布一次。遇有沙尘暴等现象,湿球纱布上明显沾有灰尘时,应次。遇有沙尘暴等现象,湿球纱布上明显沾有灰尘时,应立即更换。立即更换。水杯中蒸馏水要时常添满,保持洁净,一般每周更一次。水杯中蒸馏水要时常添满,保持洁净,一般每周更一次。(二二)溶冰观测溶冰观测定义:定义:湿球
9、结冰,不能再用水杯供水时,在每次观测前均湿球结冰,不能再用水杯供水时,在每次观测前均须润湿湿球纱布,这一步骤称作溶冰。须润湿湿球纱布,这一步骤称作溶冰。目的:目的:使湿球上的纱布能有足够的水分使湿球上的纱布能有足够的水分(或冰衣或冰衣),保持湿,保持湿球表面有良好的蒸发,以获得正确的湿球示度。球表面有良好的蒸发,以获得正确的湿球示度。方法:方法:将湿球球部浸入水杯中将湿球球部浸入水杯中(水温不可过高,相当室内水温不可过高,相当室内温度,能将湿球冰层溶化即可温度,能将湿球冰层溶化即可),使纱布充分浸透,冰层,使纱布充分浸透,冰层完全溶化。判断冰层是否完全溶化,可从湿球示度变化情完全溶化。判断冰层
10、是否完全溶化,可从湿球示度变化情况看出。如果示度很快上升到况看出。如果示度很快上升到00,稍停一会再上升,就,稍停一会再上升,就表示冰已全部溶化。然后,把水杯移开,用杯沿将聚集在表示冰已全部溶化。然后,把水杯移开,用杯沿将聚集在纱布头上的水滴除去。纱布头上的水滴除去。风速中常、湿度中常时,在观测前风速中常、湿度中常时,在观测前3030分钟分钟时间:时间:湿度很小、风速很大时,在观测前湿度很小、风速很大时,在观测前2020分钟分钟 湿度很大、风速很小时,在观测前湿度很大、风速很小时,在观测前5050分钟分钟(三三)观测记录观测记录湿球观测记录方法同干球一样。湿球观测记录方法同干球一样。冬季:冬季
11、:气温在气温在10.010.0以下时,停止观测湿球温度,改以下时,停止观测湿球温度,改用毛发湿度表,但在冬季偶有几次气温低于用毛发湿度表,但在冬季偶有几次气温低于10.010.0的地区,这时仍可用湿球温度表进行观测。的地区,这时仍可用湿球温度表进行观测。判定湿球稳定否判定湿球稳定否缺测划缺测划“-”判定湿球结冰否判定湿球结冰否是是否否是是湿球读数右上角加记湿球读数右上角加记“B”字字否否同干球同干球3.2 3.2 通风干湿表通风干湿表一、结构原理:通风干湿表主要用于野外考察或自一、结构原理:通风干湿表主要用于野外考察或自动气象站在气温或湿度采集出现故障时进行补测动气象站在气温或湿度采集出现故障
12、时进行补测时使用。它由干湿球温度表、通风装置、金属套时使用。它由干湿球温度表、通风装置、金属套管、双层保护管和上水滴管等组成。其作用、原管、双层保护管和上水滴管等组成。其作用、原理与百叶箱干湿球温度表基本相同。主要不同处理与百叶箱干湿球温度表基本相同。主要不同处是:温度表球部装在与风扇相通的管形套管中,是:温度表球部装在与风扇相通的管形套管中,利用机械或电动通风装置,使风扇获得一定转速,利用机械或电动通风装置,使风扇获得一定转速,球部处于球部处于2.5m/s2.5m/s(电动通风可达(电动通风可达3m/s3m/s以上)的以上)的恒定速度的气流中。由于球部双层金属护管表面恒定速度的气流中。由于球
13、部双层金属护管表面镀有镍或铬,是良好的反射体,能防止太阳对仪镀有镍或铬,是良好的反射体,能防止太阳对仪器的直接辐射器的直接辐射.二、观测记录:二、观测记录:观测前,先把仪器悬挂在百叶箱或观测场内,感观测前,先把仪器悬挂在百叶箱或观测场内,感应部分高度应部分高度1.50m1.50m。在读数前。在读数前4-54-5分钟用滴管湿润分钟用滴管湿润湿球纱布,然后上好风扇发条(或接通电源)。湿球纱布,然后上好风扇发条(或接通电源)。上发条切忌过紧。观测时应注意不要让风把观测上发条切忌过紧。观测时应注意不要让风把观测者自身热量带到通风管中去。当气温低于者自身热量带到通风管中去。当气温低于00时,时,为使温度
14、表充分感应外界情况,应于观测前半小为使温度表充分感应外界情况,应于观测前半小时,湿润纱布并上好发条。然后在观测前时,湿润纱布并上好发条。然后在观测前4 4分钟再分钟再通风一次,但不再润湿纱布。观测时应注意湿球通风一次,但不再润湿纱布。观测时应注意湿球是否结冰,示度是否稳定。当风速大于是否结冰,示度是否稳定。当风速大于4m/s4m/s时,时,应将防风罩套在风扇迎风面的缝隙上,使罩的开应将防风罩套在风扇迎风面的缝隙上,使罩的开口部分与风扇旋转方向一致,这样就不会影响风口部分与风扇旋转方向一致,这样就不会影响风扇的正常旋转。记录处理方法同干湿球温度表。扇的正常旋转。记录处理方法同干湿球温度表。三、维
15、护与检查三、维护与检查1 1、仪器的金属部分,特别是下端保护管的镀镍面应、仪器的金属部分,特别是下端保护管的镀镍面应细心保护,使其不要受到任何损伤。每次观测后,细心保护,使其不要受到任何损伤。每次观测后,应用纱布擦净外壳,并放回盒中。从盒中取出仪应用纱布擦净外壳,并放回盒中。从盒中取出仪器时,应拿着风扇帽盖下的颈部,不要捏在金属器时,应拿着风扇帽盖下的颈部,不要捏在金属护板处,也不能用手触摸防护管。护板处,也不能用手触摸防护管。2 2、注意定期检查风扇旋转是否正常。可以用风扇中、注意定期检查风扇旋转是否正常。可以用风扇中央的发条盒旋转速度来判断,在发条盒上绘有短央的发条盒旋转速度来判断,在发条
16、盒上绘有短划或箭头,从圆顶上小窗孔可以看到。上发条后,划或箭头,从圆顶上小窗孔可以看到。上发条后,发条盒每转一周的时间,如果与检定证上所给的发条盒每转一周的时间,如果与检定证上所给的时间相差不到时间相差不到5 5秒钟,则可认为风扇转速正常。如秒钟,则可认为风扇转速正常。如果转速显著降低则应进行修理。果转速显著降低则应进行修理。3 3、湿球纱布应经常保持清洁。、湿球纱布应经常保持清洁。3.33.3湿敏电容湿度传感器湿敏电容湿度传感器1 1、结构、结构:湿敏电容湿度传感器湿敏电容湿度传感器是用有机高分子膜作介质的是用有机高分子膜作介质的一种小型电容器。湿敏电容一种小型电容器。湿敏电容器上电极是一层
17、多孔金膜,器上电极是一层多孔金膜,能透过水汽;下电极为一对能透过水汽;下电极为一对刀状或梳状电极刀状或梳状电极,引线由下电引线由下电极引出。基板是玻璃。整个极引出。基板是玻璃。整个感应器是由两个小电容器串感应器是由两个小电容器串联组成。联组成。2 2、原理、原理:传感器置于大气中,传感器置于大气中,当大气中水汽透过上电极进当大气中水汽透过上电极进入介电层,介电层吸收水汽入介电层,介电层吸收水汽后,介电系数发生变化,导后,介电系数发生变化,导致电容器电容量发生变化。致电容器电容量发生变化。电容量的变化正比于相对湿电容量的变化正比于相对湿度。度。3 3、安装:湿敏电容传感器、安装:湿敏电容传感器应
18、安装在百叶箱内,传应安装在百叶箱内,传感器的中心点离地面感器的中心点离地面1.50m1.50m。4 4、维护:湿敏电容传感器、维护:湿敏电容传感器的头部有保护滤膜,防的头部有保护滤膜,防止感应元件被尘埃污染。止感应元件被尘埃污染。每月应拆开传感器头部每月应拆开传感器头部网罩,若污染严重应更网罩,若污染严重应更换新的滤膜。禁止手触换新的滤膜。禁止手触摸湿敏电容,以免影响摸湿敏电容,以免影响正常感应。正常感应。3.43.4湿度查算表湿度查算表湿度查算表是用干湿球温度表测定湿度时,根据干湿球表的测湿湿度查算表是用干湿球温度表测定湿度时,根据干湿球表的测湿公式公式 ,事先计算制作的查算表,用来查取空气
19、的各种湿度值。事先计算制作的查算表,用来查取空气的各种湿度值。正常情况:正常情况:湿球结冰湿球结冰表表1表表2利用干湿球查出订正参数利用干湿球查出订正参数n值值本站气压值本站气压值根据湿球型号查附表得到根据湿球型号查附表得到twtw+tw表表1表表2得得 e、U、Tdt()t()4.24.2-4.9-4.9twtw()()1.41.4-8.2-8.2B Bp(hpap(hpa)1025.61025.6 984.6984.6表表1 1或或2 2表表2 2表表1 1n n8 81111附表附表附表附表5 5附表附表5 5twtw()()-0.4-0.4-0.7-0.7tw+tw+twtw1.01.
20、0-8.9-8.9e(hpae(hpa)4.44.40.50.5U(%)U(%)54541212Td()Td()-4.3-4.3-30.0-30.0湿球结冰湿球结冰表表1表表2利用干湿球查出订正参数利用干湿球查出订正参数n值值本站气压值本站气压值根据湿球型号查附表得到根据湿球型号查附表得到 twtw+tw表表1表表2得得 e、U、Td用气温和相对湿度反查用气温和相对湿度反查t、Td:t0.0t0.0表表2 2表表1 1相对湿度数量相对湿度数量根据相对湿度查取根据相对湿度查取e e、TdTd奇数奇数偶数偶数等于或接近等于或接近取中间值对应的取中间值对应的e e、TdTd取中间值对应的取中间值对应
21、的e e、TdTd的平均值的平均值t()t()U(%)U(%)e(hpae(hpa)Td()Td()1 1-10.2-10.27777 2.1 76 -13.6 2.1 76 -13.62.12.1-13.6-13.62 20.30.38787 5.4 86 -1.8 5.4 86 -1.8 5.5 88 -1.5 5.5 88 -1.55.55.5-1.7-1.73 311.211.23434 4.5 34 -4.3 4.5 34 -4.3 4.6 34 -3.9 4.6 34 -3.94.64.6-4.1-4.14 428.428.41616 6.0 16 -0.2 6.0 16 -0.2
22、6.2 16 0.26.2 16 0.26.4 16 0.66.4 16 0.66.26.20.20.2利用计算机查算湿度利用计算机查算湿度:1 1、工具、工具湿度计算湿度计算2 2、打开湿度计算窗口,输入数据、打开湿度计算窗口,输入数据 数据扩大数据扩大1010倍输入倍输入 湿球结冰加输湿球结冰加输“B”B”用毛发反查加输用毛发反查加输“F”F”用相对湿度反查加输用相对湿度反查加输“U”U”3 3、计算得湿度值、计算得湿度值 3.53.5毛发湿度表毛发湿度表一、工作原理一、工作原理 毛发湿度表是根据毛发湿度表是根据脱脂人发能随空气湿脱脂人发能随空气湿度大小而改变长度的度大小而改变长度的特性,
23、用人发制成的特性,用人发制成的测定空气相对湿度的测定空气相对湿度的仪器。仪器。1 1、实验表明:相对湿度由、实验表明:相对湿度由0%0%变到变到100%100%时,毛发将时,毛发将伸长其本身长度的伸长其本身长度的2.5%2.5%,但在各不同的湿度上其,但在各不同的湿度上其伸长量是不均等的。伸长量是不均等的。2 2、相对湿度变化相同时、相对湿度变化相同时 低湿时:毛发伸长量大,灵敏度大低湿时:毛发伸长量大,灵敏度大 高湿时:毛发伸长量小,灵敏度小高湿时:毛发伸长量小,灵敏度小 3 3、当空气湿度变化时,水汽便在细孔中凝结或蒸发,、当空气湿度变化时,水汽便在细孔中凝结或蒸发,使水的弯月面曲率随之发
24、生变化,从而引起毛细使水的弯月面曲率随之发生变化,从而引起毛细压力的变化。当空气相对湿度降低时,水的弯月压力的变化。当空气相对湿度降低时,水的弯月面变得更弯曲,毛细压力增大而细孔收缩,这就面变得更弯曲,毛细压力增大而细孔收缩,这就引起毛发总长度的缩短。当相对湿度上升时,弯引起毛发总长度的缩短。当相对湿度上升时,弯月面逐渐变得平直起来,毛细压力减小而细孔的月面逐渐变得平直起来,毛细压力减小而细孔的宽度增大,使毛发伸长;空气饱和时,细孔水面宽度增大,使毛发伸长;空气饱和时,细孔水面是平坦的,这时毛发最长。是平坦的,这时毛发最长。二、毛发湿度表的构造二、毛发湿度表的构造 毛发表的感应部分是毛发表的感
25、应部分是脱脂的人发,装在金脱脂的人发,装在金属架内,毛发的上端属架内,毛发的上端固定在金属片上,下固定在金属片上,下端则固定在弧钩上。端则固定在弧钩上。弧钩和指针固定在同弧钩和指针固定在同一轴上,指针尖端可一轴上,指针尖端可在刻度尺附近移动。在刻度尺附近移动。在刻度尺上自左至右在刻度尺上自左至右刻出相对湿度由刻出相对湿度由0%0%到到l00%l00%,其刻度间隔是,其刻度间隔是左疏右密的。左疏右密的。当空气中相对湿度增大时,毛发伸长,重锤因重力作用下当空气中相对湿度增大时,毛发伸长,重锤因重力作用下降,拉紧毛发并使指针右移;湿度减小时,毛发缩短,使降,拉紧毛发并使指针右移;湿度减小时,毛发缩短
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