湿度根据应用场合使用不同的术语来表示,包括但不限于相对湿度、露点温度和湿球温度。
- 相对湿度 (RH)
是水蒸气在特定温度下的分压与其饱和压力之比。RH 以百分比表示,通常用于描述环境空气湿度。使用 RH 的缺点是它在很大程度上取决于温度。例如,如果 RH 为 85%,温度为 20°C,则空气温度仅降低 2°C,RH 就变为 96%。如果使用 RH 来测量汽轮机进气口中的空气湿度,则必须牢记这种相关性,因为即使没有冷却或加热,进气口系统中的空气温度也会发生变化。主要效果是由于压缩机钟形口处空气的加速而导致冷却,这可能导致温度下降若干摄氏度。由于这种冷却效果,即使环境温度高于 0°C,仍然存在结冰的风险。
- 露点温度 (Td)
是指空气在恒定压力下冷却时,空气由于水蒸汽变得饱和而导致形成液态水(称为冷凝)的温度。在 RH 为 100% 时,环境温度与露点温度相同,但当露点温度低于环境温度时,空气变得更干燥,因此形成冷凝的风险较小。使用 Td 的两个主要好处是,它与温度无关,并且它直接为冷凝条件提供余量。
- 湿球温度 (Tw)
是用包裹在湿护套中的温度计指示的温度。湿球温度和环境温度可用于计算相对湿度或露点。Tw 是用于确定湿度的传统方法,但由于准确度有限且该方法需要一定的使用和维护技能,因此在很大程度上已被直接测量所取代。以上所有湿度参数均与压力有关,但对于进气应用,典型的压力降非常小,以至于不会产生明显的影响。例如,在 20°C 和 1013 mbar 下,压力降低 20 mbar 导致 RH 降低 1.7% 或 Td 降低 0.3°C。
影响准确度的因素
影响湿度测量准确度的因素有很多,其中明显的一个因素是基本传感技术。然而,薄膜聚合物传感器已被证明可以满足进气监测中关键的需求:准确度、坚固性、长期稳定性和低维护要求。由于进气口中的空气可能非常接近饱和,甚至可能形成冷凝,因此即使在这些条件下,传感器也必须保持准确度。湿度传感器在冷凝空气中的一个挑战是,如果传感器变湿,则测量将持续显示饱和状态,直到传感器变干——即使空气本身不再饱和也是如此。为了解决这个问题,广州海谷电子开发了加热探头技术。这可确保探头的温度保持在周围空气温度以上,以避免在传感器本身上出现冷凝。根据系统和确切的安装位置,直接的溅水也可能会弄湿湿度传感器。可使用专用安装附件来防止发生这种情况发生。
在发电厂和受污染的环境中,进气中可能包含污染物,这会影响传感器的长期准确度。为了应对这一挑战,可以为传感器配置化学清除功能,该功能通过蒸发可能的污染物来自动清洁传感器元件。
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