湿度露点测量原理
1.湿度基础知识在许多物理、化学和生物学过程中，空气及其他气体中水蒸气的存在与否有着重要的影响。在很多工业领域内，湿度测量是关乎商业成本、产品质量、人身健康和安全的至关重要的因素之一。目前有很多不同的湿度表达方法，也有很多不同的湿度测量技术，因而很有必要了解规范的湿度术语和定义及成熟的湿度测量技术。
1.1什么是湿度？湿度是在空气或其他气体中存在的水蒸气。水蒸气是水的气态形式，同其他各种气体一样，是透明的。在我们周围的环境中大约有1%的气体是水蒸气。
1.2饱和水汽压、增强因子定义及计算公式1.2.1饱和水汽压定义我们知道，温度高的水会蒸发出水蒸气。同样，水在较低的温度下也可以释放出水蒸气。一定温度下，在水的表面和冰的表面，蒸发现象始终都是存在的。相反，冷凝也是一样存在的。当蒸发和冷凝的速度达到一致时，该体系就达到了动态平衡状态。空气或其他气体都有吸收水蒸气的能力，这种能力主要受温度的影响。总的来说，温度越高，吸收水蒸气的能力越强。在某个温度下，气体中所能包含的水蒸气的量达到最多时，就叫作“饱和”。饱和水汽压是指水蒸气与水的凝聚相(水或冰)的单组分体系(界面为平面)处于热力学平衡状态时的水蒸气压力。简单的说，就是一定温度下水蒸气所能存在的最大压力。该压力仅仅是温度的函数。
1.2.2饱和水汽压计算公式目前饱和水汽压公式使用比较多的是Sonntag公式，其中包括纯水和纯冰面上的饱和水汽压公式，分别见公式1及公式2。纯水面上的饱和水汽压公式：(公式1)其中：，单位是，若以表示，需将公式中的21.2409642用16.635794来代替。该公式的使用范围为173.15K≤T≤373.15K，当273.15K≤T≤373.15K时，不确定度为0.005%(k=2)。纯冰面上的饱和水汽压公式：(公式2)其中：单位为，单位是，若以表示，需将公式中的29.32707用24.7219来代替。该公式的使用范围为173.15K≤T≤273.16K，当173.15K≤T≤223.15K时，不确定度为0.5%(k=2)；223.15K≤T≤273.15K时，不确定度为0.3%(k=2)。
1.2.3饱和水汽压计算简化公式目前比较常用的是Magnus公式。1.2.3.1由温度计算饱和水汽压水面上的饱和水汽压公式为：公式(3)式中：单位为，单位为℃。该公式的使用范围为-45℃≤t≤+60℃，不确定度≤0.6%(k=2)。冰面上的饱和水汽压公式为：公式(4)式中：单位为，单位为℃。该公式的使用范围为-65℃≤t≤+0.01℃，不确定度≤1.0%(k=2)。1.2.3.2由饱和水汽压计算温度由饱和水汽压计算露点温度：公式(5)式中：单位为，单位为℃。该公式的使用范围为-45℃≤≤+60℃，不确定度为≤0.04℃。由饱和水汽压计算霜点温度：公式(6)式中：单位为，单位为℃。该公式的使用范围为-65℃≤≤0.01℃，不确定度为0.08℃。
1.2.4饱和水汽压－温度曲线饱和水汽压最重要的影响因素是温度。根据计算公式(1)(2)，绘制出-100℃～100℃之间的饱和水汽压-温度曲线，如图1-1。图1-1-100℃～100℃饱和水汽压－温度曲线在某一段温度之内，如20℃～25℃，饱和水汽压－温度曲线见图1-2。图1-220℃～25℃饱和水汽压-温度曲线由此可见，在一段很小的温度范围内，饱和水汽压与温度几乎呈线性关系。1.2.5增强因子定义及计算公式上述饱和水汽压公式均是针对纯水－水蒸气或纯冰－水蒸气体系而言，而对于混合气体如空气体系，则需要考虑增强因子f，那么水的饱和蒸气压可由公式(7)计算得出。公式(7)其中，：纯水的饱和蒸气压(可由Sonntag公式或Magnus公式计算得到)：水蒸气的增强因子。空气的值可通过公式(8)及(9)计算：压力为3kPa至110kPa时，公式(8)该公式的不确定度U