要想獲得最佳的濕度測量數(shù)據(jù)，選擇正確的測量儀器十分重要。同時，還應定期按照可追溯性標準進行校準。

 

在潔凈室內生產的產品范圍很廣，包括藥物和半導體等。通常情況下，濕度、溫度、顆粒和壓力都是受控的，因為這些參數(shù)對產品質量和生產效率而言具有非常重要的影響。

 

 

相對濕度（%RH）用于描述存在于空氣和水的氣體混合物內的水蒸氣含量。它是指空氣中實際含有的水蒸氣量與當時溫度下飽和水蒸氣量的百分比。在生產現(xiàn)場出現(xiàn)的問題，例如材料的膨脹和收縮、硬化和軟化、液體的粘度變化、微生物的繁殖、靜電增加、腐蝕和生銹等很大程度上都受到濕度的影響。

 

 

露點（Td）是指露水或冷凝水在冷卻氣體上形成時的溫度。露點溫度用于描述氣體（例如空氣）中非常微小的水分含量。半導體在微機械加工過程中，由于水分子被認為是污染物，因此其加工環(huán)境極其干燥。在這種情況下，相對濕度幾乎保持在0%RH，但是露點溫度對于被測氣體的水分含量變化而言仍然非常敏感。

 

 

A制藥廠通常配備有大量的潔凈室。溫度和濕度的控制和記錄都嚴格按照GMP（優(yōu)良制造規(guī)范）的要求執(zhí)行。濕度傳感器最重要的特性就是誤差非常小。進行精確的校準對于傳感器而言至關重要，這樣可以檢查其在長時間內是否存在漂移現(xiàn)象。

 

在食品加工廠，必須將生產現(xiàn)場保持或低于某一特定的濕度。通常為40%或更低的濕度值。這有助于抑制可能引發(fā)食物中毒的微生物和細菌的繁殖。

 

在半導體和電子產品工廠，產品的更新?lián)Q代越來越快。因此，在生產過程中對濕度和露點的控制也變得更加嚴格。在生產現(xiàn)場的微環(huán)境下，常常要求達到+ / - 1%RH的超高精度。液晶顯示器制造廠和涂料生產廠的濕度控制也同樣重要。在這種情況下，濕度傳感器的耐用性和精度就顯得十分重要。這些工廠會產生影響傳感器元件的各種氣體。

 

 

用于測量空氣中水分含量的濕度傳感器大致可分為兩種類型。一種用于測量濕度，另一種則用于測量露點。在濕度水平高于10%RH的空氣中通常需要進行濕度測定，在低濕度的環(huán)境下，則傾向于測量露點。在某些高濕條件下，采用露點測量會更方便。

 

 

傳感器1 - 6可以測量一般的濕度。傳感器5和6也可用于低露點的測量。每種技術的原理簡述如下：

 

1. 干濕球濕度計是濕度計的簡單型，由兩個溫度計組成。一個溫度計有一個干球，另一個球則保持在濕潤狀態(tài)以便測定濕球溫度。濕球通過水的蒸發(fā)作用冷卻。蒸發(fā)量以及溫度計的冷卻狀態(tài)取決于空氣的濕度。這一數(shù)據(jù)連同濕度查算表或計算結果一起被用來測定周圍空氣中的水氣分壓和相對濕度。這種方法通常被用于實驗室以及溫濕度試驗箱。

 

2. 機械濕度計用一種能隨濕度的變化而伸長或收縮的器具，例如人的頭發(fā)，以此來測量和記錄濕度。這種測量方法已經使用了很長時間。但是這種方法的精度不太理想。

 

3. 根據(jù)氯化鋰的吸濕特性（物質吸收水分子的能力），可采用氯化鋰露點儀作為測量手段。傳感器由一個卷軸組成，卷軸用一塊吸附性布料和一個惰性電極雙股線圈（兩根絕緣導線，電流逆向穿過）覆蓋。卷軸用氯化鋰包覆。交流電通過線圈和氯化鋰溶液，達到電阻加熱的效果。卷軸受熱之后，水分從氯化鋰溶液中蒸發(fā)，其蒸發(fā)率受周圍空氣中的水分氣壓控制。當卷軸開始干燥時，氯化鋰溶液的電阻增加，此時通過線圈的電流較小。這樣可以讓卷軸冷卻。當卷軸的加熱和冷卻達到一個平衡點時，它既不吸收也不排出水分，并且其平衡溫度與周圍空氣的露點溫度成正比。

 

4. 電阻型濕度計利用材料電阻的變化來吸收水分。它用特殊的傳感器來測量通過電線的電流電阻。這類傳感器適合于批量生產，幾乎大多數(shù)用于家用電器和其它電器產品。但是，在極低或極高的濕度環(huán)境下，其測量精度可能會受到影響。

 

5. 電容型濕度計利用檢測聚合物薄膜的電容變化來測量濕度。這類傳感器可以輕易達到相當高的精度，并且大部分用于工業(yè)領域。Vaisala生產的專利產品HUMICAP®濕度傳感器正是采用了此項技術。

 

6. 鏡面露點儀利用含水蒸氣的空氣在冷卻過程中在達到露點溫度時產生露水這一特點進行測定。鏡面達到氣體的露點溫度后被冷卻。露水凝結時，它會改變鏡面上的反射光。鏡面達到平衡狀態(tài)時，蒸發(fā)和凝結作用的速度相同，鏡面的溫度等于被測氣體的露點溫度。這類傳感器通常被研究機構所用。

 

用于潔凈室的大多數(shù)傳感器包括電阻型濕度計、電容型濕度計（結露儀）和鏡面露點儀。選擇某種適當?shù)膬x器時，不但要關注其價格和產品規(guī)格，而且還應考慮其測量精度、制造商的應用經驗以及可用的服務。所有這些因素都有助于改善用戶的實際體驗效果，也有助于實現(xiàn)成功的運行。

 

 

 

校準時務必確保測量設備提供的數(shù)據(jù)是可靠和精確的。定期校準是絕對必要的。常用的校準周期可參閱表1。對于已安裝的濕度和溫度裝置，表格2給出了可追溯信息鏈的實例。從全球范圍來看，所有的測量數(shù)據(jù)都基于全球通用的國際單位制（SI）。這樣可以確保我們采用相同的數(shù)量，而且在各種不同的地點，在各種型式設備上測得的數(shù)據(jù)具有可比性。

 

國家實驗室負責保留和制定這種可追溯性記錄，并提供最高精度的校準服務。國家計量標準實驗室提供的校準服務可能僅限于最高級別的原始標準校準。

 

商業(yè)性的校準服務則適用于較低等級的標準和測量設備。這些可以是制造商對他們自己的產品提供的校準服務，或者是實驗室為任何測量設備提供校準服務。未經認可的校準服務是指大多數(shù)服務供應商（包括大部分測量設備制造商）的校準服務和大量商業(yè)性校準服務。未經認可的服務其資質是不可靠的。在使用之前，其校準資質應經過相應的審核。每個校準服務供應商都必須擁有一套有效的可追溯信息鏈。最低限度要求是原始標準必須在外部實驗室進行校準，然后再用于校準服務。如果沒有單獨要求，一些商業(yè)性的校準服務所提供的校準證書不包括不確定性估算這項服務。一些校準服務根本無法計算不確定數(shù)據(jù)。因此請務必考慮這些服務的資質。

 

擁有一套內部的校準系統(tǒng)有時候是切實可行的。如果測量設備很難轉移（現(xiàn)場校準），或校準設備的數(shù)量很多的話，這種做法是行之有效的。要建立一套內部的校準系統(tǒng)，應設立一個適當?shù)慕M織機構。這個機構可以只有一個人，也可以是配有管理人員和校準人員的一個部門。

 

實驗室校準通常優(yōu)于現(xiàn)場校準。在實驗室內，環(huán)境造成的影響可以減小到最低程度，并且可以非常明顯地減少影響校準的不利因素�，F(xiàn)場校準是一種簡單快速的檢查測量設備的方法，它不需要將設備從加工區(qū)域移走�，F(xiàn)場校準需要一種操作標準作為基準。這種操作標準可以規(guī)定用手持式的設備或其它的設備來校準安裝在工藝現(xiàn)場的儀器。操作標準應在更高級別的

實驗室進行校準。

 

Vaisala已經通過了Vaisala壓力、溫度、露點和濕度儀器的校準服務認證。用戶可以通過區(qū)域性服務中心獲得相應的校準服務。這些服務可以同時用于已經安裝的設備以及交付的新設備。

 

您可以通過www.vaisala.com/calibration book免費獲取Vaisala校準手冊。本手冊含有關于校準的全部有用信息。

 

詳情請參見：

 

Arun S. Mujumdar; Handbook of Industrial Drying (2006)

Arun S. Mujumdar；《工業(yè)干燥手冊》（2006）

Vaisala Calibration Book (2007)

《Vaisala校準手冊》（2007）