機(jī)械式溫濕度表檢定過程中的相關(guān)問題

陳健巧

摘 要：本文就以檢定溫濕度作為表在檢定操作過程中可能存在的一些問題特點(diǎn)進(jìn)行案例分析討論說明，對(duì)比了溫濕度表在檢定的檢查具體步驟、檢定操作方法等多個(gè)關(guān)鍵方面，采用一種多元化的檢定深度數(shù)據(jù)剖析法，對(duì)其檢定操作過程中可能存在的一些問題，提出合理的具體解決對(duì)策方案。

關(guān)鍵詞：溫濕度表;檢定;問題

隨著社會(huì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，濕度測(cè)量在生產(chǎn)和生活中的作用變得越來越重要，溫度和濕度測(cè)量設(shè)備也不斷出現(xiàn)。如何確保溫度和濕度測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確測(cè)量是檢測(cè)和測(cè)試部門的重要問題。現(xiàn)在已經(jīng)提高了基于濕度的標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)，但是在實(shí)際測(cè)試過程中仍需要考慮許多細(xì)節(jié)，否則會(huì)嚴(yán)重影響濕度計(jì)的驗(yàn)證和校準(zhǔn)結(jié)果。根據(jù)實(shí)際工作，將從三個(gè)方面來解釋容易出現(xiàn)校準(zhǔn)錯(cuò)誤的區(qū)域：標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、溫濕度校準(zhǔn)箱和溫濕度計(jì)。

一、溫度示值的檢定

溫度顯示驗(yàn)證過程中，應(yīng)使用鉑電阻溫度計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。要注意在某些任務(wù)中，需要將探頭放置在箱中心附近，并與溫度計(jì)和濕度計(jì)處于同一水平。打開鉑電阻溫度計(jì)并對(duì)其進(jìn)行預(yù)熱。打開箱中的電源開關(guān)，輸入在溫度和濕度顯示面板中指定的參數(shù)，然后按確定鍵。運(yùn)行一段時(shí)間后，確認(rèn)箱將處于穩(wěn)定狀態(tài)。此時(shí)，驗(yàn)證者可以仔細(xì)觀察溫度計(jì)的讀數(shù)是否已進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。由于溫度計(jì)和濕度計(jì)的熱反應(yīng)時(shí)間比鉑熱阻長(zhǎng)得多，因此，在溫度計(jì)處于穩(wěn)定狀態(tài)后，需要等待溫度計(jì)和濕度計(jì)變得穩(wěn)定。當(dāng)溫度計(jì)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，可以在再穩(wěn)定10分鐘后讀取被測(cè)溫濕度計(jì)顯示值。

二、濕度示值的檢定

在精密介質(zhì)濕度檢定露點(diǎn)的表示值的精確測(cè)量檢定以及工作管理過程中，使用精密介質(zhì)濕度檢定露點(diǎn)儀器也可以直接作為精密濕度檢定標(biāo)準(zhǔn)器。應(yīng)將露點(diǎn)儀的測(cè)量探頭放置于檢定箱內(nèi)的中心位置。在電動(dòng)機(jī)箱室內(nèi)溫濕度自動(dòng)監(jiān)測(cè)功能檢定箱內(nèi)的控制面板上直接進(jìn)行輸入一個(gè)信號(hào)相應(yīng)的鎖定機(jī)箱室內(nèi)溫度、濕度監(jiān)測(cè)設(shè)定值，按下這個(gè)鎖定后的確認(rèn)鍵。當(dāng)仔細(xì)觀查檢定箱內(nèi)氣動(dòng)空氣凈化濕度水壓指示燈的數(shù)值并達(dá)到穩(wěn)定空氣濕度指示狀態(tài)后，再仔細(xì)檢查精密氣動(dòng)空氣濕度露點(diǎn)儀的箱內(nèi)空氣濕度及水壓指示燈的值是否穩(wěn)定。

三、標(biāo)準(zhǔn)器為通風(fēng)干濕表

使用濕式通風(fēng)器的干濕表表球作為使用標(biāo)準(zhǔn)器時(shí)，在正常情況下，使用通風(fēng)機(jī)的干濕表經(jīng)下一步相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)驗(yàn)證且不符合相關(guān)規(guī)定的要求時(shí)，在實(shí)際使用它的過程中還應(yīng)特別注意以下幾種情況：一般凡是濕式表球上有紗套。濕球上的紗套因?yàn)榭諝馕廴韭矢咝枰ㄆ谶M(jìn)行更換。更換時(shí)一定要盡量使用這些廠家免費(fèi)提供的其他同類產(chǎn)品紗套，因?yàn)檫@些廠家一般都根據(jù)自己實(shí)際采用的濕式網(wǎng)球濕度傳感器和濕式網(wǎng)球上的紗套，做了一定濕度上的修正。當(dāng)我們采用不同濕度的球制作紗套時(shí)，因?yàn)榧喬缀穸炔煌瑫?huì)在同時(shí)某種程度上也會(huì)改變不同濕球的運(yùn)動(dòng)直徑，并且會(huì)加大不同紗套球在橫面和截面不同方向上的運(yùn)動(dòng)溫度梯度，這都將使其成為溫度誤差主要來源。二來就是適量加水。一般而言，用于通風(fēng)表和干濕表的熱水器和容器的容積不大。如果太大，通常情況下只能連續(xù)使用一天，可能需要及時(shí)添加水。如果長(zhǎng)時(shí)間不使用它或編織濕球的紗布被擰干，則在關(guān)閉機(jī)器后，將濕球注滿水至少30分鐘后，再次打開它。否則，濕球使電源關(guān)閉。在冷卻風(fēng)扇無法通風(fēng)的正常情況下，濕球紗布在傳感器位置不容易被弄濕。另外，請(qǐng)使用蒸餾水避免污染紗套。第三是傳感器的位置。根據(jù)干濕表的通風(fēng)原理，干濕球傳感器必須位于鋼管的中央，以確保均勻通風(fēng)。但是，由于安裝者的粗心或螺絲的長(zhǎng)時(shí)間松動(dòng)，傳感器會(huì)傾斜或接觸管壁，從而導(dǎo)致較大的溫度測(cè)量誤差。因此，應(yīng)經(jīng)常觀察。

四、恒溫箱和恒濕箱有效控制工作范圍區(qū)域及被動(dòng)自檢干濕箱和溫度計(jì)表的通風(fēng)性能問題

依據(jù)JJG205-2005《機(jī)械式溫濕度計(jì)檢定規(guī)程》的國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，檢定時(shí)只是僅需要把被動(dòng)監(jiān)測(cè)自動(dòng)質(zhì)檢箱的溫度恒溫和濕度管理測(cè)量計(jì)相關(guān)元件直接放置于一個(gè)自動(dòng)恒溫恒濕箱的有效額定溫度工作范圍溫度區(qū)域內(nèi)。此處的相關(guān)描述雖然只有簡(jiǎn)單的一句話，但其對(duì)臨床藥品質(zhì)量檢定以及檢驗(yàn)方法結(jié)果的最終判定影響卻十分重大。在驗(yàn)證過程中，為了最大程度地減少固定溫度、恒溫、恒濕性驗(yàn)證系統(tǒng)箱驗(yàn)證部件的數(shù)量增加，如果將其多次放置在固定的恒溫恒濕箱中，則被測(cè)自檢溫濕度計(jì)，那么在檢定過程箱體及其部件周邊的被測(cè)自檢溫度恒濕度測(cè)量計(jì)就可能會(huì)很少且有概率可能同時(shí)多次出現(xiàn)與實(shí)際標(biāo)示測(cè)量值檢定參數(shù)數(shù)量偏差較大的檢定異?，F(xiàn)象。另外，一次室內(nèi)箱中放置過多的新鮮空氣和恒溫濕度計(jì)，很有可能甚至?xí)?dǎo)致整個(gè)室內(nèi)恒溫箱和整個(gè)恒濕箱內(nèi)部的室外通風(fēng)量和室內(nèi)風(fēng)速受到很大程度影響。

五、溫濕度檢定箱

（一）溫濕度箱濕度上沖的問題

在使用校準(zhǔn)電子式空氣溫濕度計(jì)的傳感器時(shí)，會(huì)不難發(fā)現(xiàn)經(jīng)常都會(huì)有電子溫濕度計(jì)在一次校準(zhǔn)90%Rh點(diǎn)以上時(shí)出現(xiàn)顯示溫度超量的過程，可是在校準(zhǔn)低于90%Rh時(shí)其顯示誤差范圍并不大。這種高溫現(xiàn)象主要是與大氣溫濕度變化傳感器的工作原理密切相關(guān)的。濕度感溫傳感器主要分為低壓電阻式和高壓電容式兩種，產(chǎn)品的基本工作形式都主要是在殼體基片內(nèi)部涂覆感濕保溫材料后形成感溫保濕膜。雖然經(jīng)過一個(gè)定點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)間的溫度波動(dòng)，溫濕度監(jiān)測(cè)檢定箱最終還是能夠被穩(wěn)定在我們?cè)O(shè)計(jì)的定點(diǎn)附近，但是濕度達(dá)到飽和后，溫度和濕度檢查傳感器可能會(huì)在濕敏膜上出現(xiàn)凝露，即使箱中的濕度降低，它也不會(huì)立即消失。這樣，超出了顯示范圍。有兩種方法可以解決此問題。一種是使用PID調(diào)整來修改PID參數(shù)，以避免控制濕度的箱中的過沖。此方法可以避免這種現(xiàn)象，但是會(huì)增加溫濕度檢定箱的穩(wěn)定時(shí)間。第二個(gè)是在風(fēng)速較高時(shí)增加風(fēng)速并加速濕敏膜的冷凝蒸發(fā)。但是，溫度和濕度檢定箱不僅用于校準(zhǔn)溫度計(jì)和濕度計(jì)，而且在其他設(shè)備中，其箱內(nèi)的風(fēng)速必須小于0.2m/s，因此必須調(diào)整溫度和濕度箱內(nèi)的風(fēng)速裝置。

（二）箱內(nèi)風(fēng)速的問題

JJG205-2005機(jī)械噴槭式空氣溫濕度計(jì)檢定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程中明確要求，在自動(dòng)檢定箱內(nèi)干濕表時(shí)箱內(nèi)自動(dòng)風(fēng)速控制要不得低于0.2m/s。目前大部分不需要帶任何強(qiáng)迫力和通風(fēng)的手動(dòng)干濕表都都是直接使用兩支透明水銀色的溫度計(jì)，并且還自帶一個(gè)相對(duì)濕度值的換算指數(shù)表。應(yīng)當(dāng)特別注意的一點(diǎn)是，此表示值是在百葉自然通風(fēng)運(yùn)行速度下降時(shí)給出的（根據(jù)目前我國歷年平均自然風(fēng)速統(tǒng)計(jì)資料，百葉箱內(nèi)平均值的自然通風(fēng)運(yùn)行速度大約為0.4m/s）。如果各地風(fēng)速不同，測(cè)量時(shí)得出的空氣濕度的數(shù)值可能會(huì)隨之有較大的不同。比如在平均干球溫度為20℃，濕球溫度為10℃時(shí)，風(fēng)速誤差為0.2m/s與0.4m/s的干球濕度誤差計(jì)算平均值通常相差3%Rh左右。

有些生產(chǎn)企業(yè)在為客戶在設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)送檢一只專用傳感器與一只安裝顯示器的部分完全隔開分離的一只專用測(cè)量溫濕度計(jì)或測(cè)量水位計(jì)時(shí)，在安裝顯示器的部件中，專用傳感器的幾個(gè)顯示部件可以完全隔離并混裝，而無須專用溫度計(jì)和濕度計(jì)，在校準(zhǔn)后的實(shí)際生產(chǎn)中通常會(huì)發(fā)生這種情況，這種方法是不可取的。在校準(zhǔn)時(shí)針對(duì)視頻傳感器與視頻圖像以及顯示器的部分通常都只是一體共同進(jìn)行校準(zhǔn)的，修正值也通常都只是針對(duì)一個(gè)視頻整體進(jìn)行校準(zhǔn)部分給出的，如果在實(shí)際視頻使用時(shí)互相校準(zhǔn)混用就難以使用一個(gè)整體校準(zhǔn)修正后的校準(zhǔn)值了。所以不同的工作原理、不同的結(jié)構(gòu)材料、不同的部件結(jié)構(gòu)等所做出的溫濕傳感器中所反映的溫濕度的數(shù)值總是也會(huì)存在一些差異。因此，在校準(zhǔn)這些設(shè)備時(shí)，傳感器和顯示器必須一一對(duì)應(yīng)，并且客戶還必須根據(jù)校準(zhǔn)時(shí)的情況使用校正值。

六、系統(tǒng)控制方案

在一個(gè)過程化的控制管理系統(tǒng)中，控制策略管理是系統(tǒng)的一個(gè)核心。由于目前溫室建筑溫濕度控制過程計(jì)量控制器的各個(gè)控制參數(shù)和使用控制器的對(duì)象差別較多，而且各自的控制參數(shù)對(duì)象的物理性質(zhì)功能差異較大，各自的控制參數(shù)和使用控制器的對(duì)象相互也有牽連，采用目前常規(guī)的各種數(shù)字模擬pid控制算法、大林控制算法或模糊控制算法都比較困難，而且由于這些控制參數(shù)難以確定，控制器的效果也不一定理想，故需要采用一種獨(dú)創(chuàng)的數(shù)字模擬溫室操作員控制方式和具有較高回差的乒乓球式控制。此法的操作程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，模仿室內(nèi)操作管理人員手動(dòng)操作，到達(dá)室內(nèi)溫濕度設(shè)定控制點(diǎn)后即關(guān)閉自動(dòng)控制器的對(duì)象;低到一定控制值（溫度可以微調(diào)）則自動(dòng)開啟，周而復(fù)始繼續(xù)工作。這樣，系統(tǒng)就可以能按照在數(shù)據(jù)庫中預(yù)先設(shè)定的一個(gè)理想溫度曲線平穩(wěn)地自動(dòng)控制整個(gè)溫室內(nèi)部環(huán)境的平均溫濕度。

在本機(jī)運(yùn)行自動(dòng)控制時(shí)，根據(jù)本機(jī)主控控制系統(tǒng)本機(jī)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)測(cè)得的各種理想溫濕度、物理測(cè)量計(jì)算數(shù)據(jù)和主控系統(tǒng)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)的世界各國著名農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)權(quán)威專家對(duì)不同生長(zhǎng)階段的農(nóng)作物健康生長(zhǎng)提供的各種符合理想的溫濕度測(cè)量數(shù)據(jù)組合起來，通過本機(jī)智能自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)固定自動(dòng)溫室中各個(gè)點(diǎn)的被控自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)象的正常工作運(yùn)行，以使各個(gè)被控固定溫室實(shí)際溫度和理想濕度的計(jì)算數(shù)值始終處在與整個(gè)農(nóng)作物健康正常生長(zhǎng)的最佳平衡運(yùn)行狀態(tài)上。

七、結(jié)語

基于這種文字氣體數(shù)據(jù)庫過程、管理存儲(chǔ)技術(shù)的新型民用溫室冷凍氣體的測(cè)溫濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)過程、測(cè)溫自動(dòng)控制過程管理技術(shù)系統(tǒng)不僅僅是一種目前國際國內(nèi)應(yīng)用廣泛的新型溫室計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)溫控制過程管理技術(shù)系統(tǒng)，還是一種可以廣泛應(yīng)用于其他冷凍氣室溫度和濕度復(fù)雜變化環(huán)境下的測(cè)溫自動(dòng)控制，具有較好的室內(nèi)國際市場(chǎng)應(yīng)用發(fā)展前景，其氣體溫濕度變化信息的文字?jǐn)?shù)據(jù)庫管理存儲(chǔ)及氣體圖形信息顯示控制功能對(duì)幫助用戶進(jìn)一步了解分析新型溫室的氣體溫濕度變化歷史記錄情況有著重要技術(shù)意義及實(shí)用價(jià)值。濕度值的測(cè)量比較復(fù)雜，濕度值的測(cè)量對(duì)于儀器的日常校準(zhǔn)處理工作也比較困難，但是，只要盡可能充分考慮校準(zhǔn)過程的各種操作細(xì)節(jié)，并嚴(yán)格按照行業(yè)法規(guī)或標(biāo)準(zhǔn)操作要求進(jìn)行校準(zhǔn)，就可以有效地提高儀器的校準(zhǔn)水平。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王烈豪.機(jī)械式溫濕度計(jì)校準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定[J].工業(yè)計(jì)量，2017（S1）.