溫濕度記錄儀原理、應(yīng)用及維護
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溫濕度的測量,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——溫濕度記錄儀的誕生。
溫濕度記錄儀是將溫濕度參數(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,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。
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:
1.測量部分
即溫度傳感器和濕度傳感器。溫度傳感器由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、實驗室、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,最高可達300℃。用于高溫環(huán)境。
Pt1000-2型溫度傳感器高精度探頭,最高精度可達到±0.2℃,用于實驗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口霍尼威爾濕度傳感器,其精度為±3%,甚至可以達到±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)
2.儀器本體
ZDR-20型記錄儀,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9890組數(shù)據(jù)(溫度、濕度各9890點),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)定值確定記錄時間最長可達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-40至300℃,0至100%RH;精度:±2%RH~±3%RH,±0.2℃~±0.5℃;防護:密閉、防水。儀器尺寸:58mm*72mm*29mm。
3.PC界面
ZDR軟件。軟件支持是記錄儀不可或缺的一部分,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。一個好的上位機軟件能夠提供記錄儀最廣泛的支持,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。
典型應(yīng)用
1.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,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儀,并啟動它,溫濕度記錄儀有一個精密的內(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,承運方是否有責任也會立即知曉。目前上海著名外資企業(yè)哈根達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)管理冷藏運輸?shù)挠辛k法。
2.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,而記錄儀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。同時由于采用NTC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。
3.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,時間就是生命,準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,這一功能都可以由ZDR-20完成。
4.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)等著名院校都使用了ZDR-20用于農(nóng)業(yè)方面的科研,而且反映十分良好。
5.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。
6.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也要監(jiān)測,這些指標是直接關(guān)系到人體健康的。如果在這些指標不明了的情況下,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責任,而應(yīng)用記錄儀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。
7.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確性,尤其是手指的細微動作。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,風速增大到約手術(shù)間原風速的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)測確認各醫(yī)院手術(shù)室的達標情況,記錄儀是一種很好的方法,減少了人員浪費,并使執(zhí)法的公正性得到保證。
8.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,IndoorAirQuality)惡化。