力学计量热工计量.ppt

2.1.3 热力学温标 英国物理学家威廉·汤姆森(William Thomson)即开尔文(Kelvin)根据查理定律和理想气体的压强膨胀系数认识到,在零下273.15摄氏度时气体的动能为零,因而是真正的零度。1848年他以理想热机的热功关系为基础,以一种最简单的选择给出了关系式：Q1/Q2=T1/T2 根据此式建立的温标称为热力学温标,也称为绝对热力学温标。它是以热力学第二定律为基础的温标,是一种科学的温标,人们通常把用这种方法定义的温度称为热力学温度。热力学温度是国际上公认的最基本的温度,一切温度测量(包括国际温标)最终都以它为准。温度测量的基础是热力学温标,它用来保证温度量值的准确、一致和正确传递。 1854年开尔文又进一步指出,只要选定一个固定点,给出它在热力学温标上的温度值,就能把热力学温标完全确定下来。 2.1.3 热力学温度的测量 热力学温度的测量必须使用基准测温法,它使用的温度计所用的状态方程应明白无误地表达出来,而不引入未知的、与温度有关的常数。 符合基准测温法条件的温度计有：气体温度计、声学温度计、噪声温度计、磁温度计和辐射温度计。 我国现有温度基准装置及其测量不确定度如下表： 2.2 湿度计量 目前常用的湿度表示方式很多，其中 化学类湿度量主要有：质量混合比（Mixing rate，g/kg）、 含 湿 量 / 比 湿（Speci?c Humidity，g/kg）、体积比 / 体积分数（Parts per million，μL/L）等； 物理类湿度量主要有：相对湿度（Relative Humidity，%RH）、露点温度（Dew point temperature，℃ DP）、霜点温度（Frost point temperature，℃ FP）、绝对湿度（Absolute Humidity，kg/m3）、水蒸气分压力（Fractional Vapor pressure，Pa） 等。 相对湿度是人们最熟知、应用最广泛的湿度量，主要用于室内外环境湿度测量（包括气象探测）。 它是指气体中水蒸气的摩尔分数与相同温度、压力条件下饱和水蒸气的摩尔分数之比，用百分数表达（%RH），代表了气体接近水饱和的程度，空气达到水饱和就可能凝露、结霜或下雨，在实验室和厂房中相对湿度越高，凝露风险越大。 由于相对湿度与温度、压力密切相关，有时尽管空气中的含湿量增加了，但因空气温度上升得更多，其相对湿度反而降低。 （1）20世纪 70 年代以前，在其他湿度测量技术还不成熟、不普及的情况下，阿斯曼式通风干湿表作为当时世界气象组织（WHO）的湿度最高标准，用于湿度国际比对。 （2） 20 世纪 90 年代，阿斯曼式通风干湿表才逐渐被冷镜式露点仪替代。另外，相对湿度测量仪器的测量准确度会受温度的影响，其技术指标一般都是在一定温度条件下给出的。 （3）水蒸气分压力目前主要用于100℃以上的高温湿度测量，测量仪器有氧化锆湿度仪等。 2.2.1 湿度计量发展历史 （1）重量法湿度计 目前世界各国的湿度基准大多是依据质量混合比的定义建立的，一般由重量法湿度计配动态湿度发生器构成，我国也是如此。 （2）冷镜式露点仪 由于重量法湿度计结构十分复杂，操作极为麻烦，使用频率极低，实际上各国都极少将其直接用于湿度量值传递，而是用来对自用的标准湿度发生器或冷镜式露点仪进行传递，然后再以此为标准进行对外传递。另外由于标准湿度发生器一般体积庞大、重量重，运输不便，所以冷镜式露点仪成为实际上唯一可移动的湿度传递标准。 2.2.2 湿度计量标准研究进展 （3）湿度发生器 按工作原理湿度发生器主要包括双压法、双温法、渗透法、分流法、库仑法等。其中双压法、双温法有比较完善的理论支持，其结果不依赖于载气的干燥程度，所涉及的参量为温度和压力，其测量技术比较成熟，准确度很高，因此以该原理构造的发生器可具有很高的准确度，甚至可作为湿度基准的补充。 2.2.2 湿度计量发展趋势 目前存在的问题是湿度基准的范围过窄，湿度计量标准的准确度不够，难于满足实际需求，下一步的研究方向应为进一步完善湿度基础理论（包括水蒸气压数据等），逐步提高各级湿度基标准的准确度，拓展湿度范围，向 PPB 级低露点和高温高湿方向发展。 2.3 热工计量结语 随着时代的进步，自动化器械和技术受到了越来越多的重视和青睐，特别是对于电力行业来说，自动化不仅保证了生产效率，还保证了生产安全。计算机技术的进步为热工计量的自动检定技术的有效应用提供了切实的技术基础，计算机将电子技术和自动化数字成果完美融合在一起，保证了测量数据的精确性和及时性，因此，热工计量技术的未来发展也应以计算机和互联网技术的进步为基础，力求做到更快、更精确、更方便。 THANK YOU 为了纪念德国物理学家赫兹的贡献，人们把频率