1前言

溫濕度測量是現(xiàn)代測量發(fā)展出來的一個領(lǐng)域，尤其是濕度的測量不斷前進，經(jīng)歷了長度法、干濕法,直至今天的電測量，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的溫濕度變化，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——溫濕度無紙記錄儀的誕生。

溫濕度無紙記錄儀是對溫濕度參數(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。

下面以廈門科昊自動化有限公司生產(chǎn)的KH300G溫濕度無紙記錄儀為例介紹溫濕度無紙記錄儀的原理及應(yīng)用。

2溫濕度無紙記錄儀的原理

溫濕度無紙記錄儀由3大部分組成：測量部分、儀器本體、PC界面，如圖1所示。下面分別介紹這3部分。

21測量部分

由*互換的多種溫濕度傳感器組成，不同的探頭完成不同的功能。

溫濕度一體壁掛傳感器通用探頭，應(yīng)用于通用測量，包括廠房、實驗室、貨柜空間等的空間測量。

溫濕度一體管道傳感器狹小空間用探頭，應(yīng)用于要求狹小空間的使用、對產(chǎn)品破壞小的場所。例如博物館保存雕塑、雕刻等藝術(shù)品；化石企業(yè)；工程建筑、橋梁建筑監(jiān)測混凝土干燥等場合。


以上探頭為*互換探頭，均可以進行聯(lián)接，完成不同功能。

22儀器本體

KH300Ｇ彩色無紙記錄儀能輸入十六個通道。儀表具有全隔離輸入功能，集熱電偶信號、熱電阻信號、標準電壓、標準電流、脈沖頻率信號于一體。輸出采用模塊化結(jié)構(gòu)，可提供報警、饋電、變送、打印、通訊等功能。儀表具有強大的顯示功能，高精度棒圖顯示、實時曲線顯示、歷史曲線追憶、報警狀態(tài)顯示，同時可直接查詢某年、月、日、時、分、秒的數(shù)據(jù)，快捷方便。數(shù)據(jù)可通過任意U盤導(dǎo)出,U盤即插即讀無需任何操作。直接連接微型打印機，可打印時間的實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和曲線數(shù)據(jù)；使用RS485通訊，可與組態(tài)王、MCGS等專業(yè)軟件進行組態(tài)。采用標準MODBUS通訊協(xié)議。


所有的無紙記錄儀均大致遵循這樣一個模式，所不同的是，有些記錄器將測量部分置于記錄器內(nèi)部，有些記錄器采用單獨可*互換的探頭。采用前一種方式，其特點是可將產(chǎn)品體積變小，但卻帶來占用存儲資源、校準不便等問題，也不能同時運用標準產(chǎn)品完成多種功能，同時，還帶來由于電池限制而導(dǎo)致監(jiān)測范圍變窄等問題；運用后一種電路，由于傳統(tǒng)探頭采用模擬輸出，這樣也帶來需要A/D轉(zhuǎn)換，要求對應(yīng)不同量程和不同輸入進行不同的電路或參數(shù)變換兩個問題。

基于以上原因，對我們提出了新的設(shè)計任務(wù)，在這方面，廈門科昊自動化有限公司走在前邊。我司探頭采用數(shù)字技術(shù)，符合一致的協(xié)議，消除了A/D轉(zhuǎn)換的問題。同時由于測量和記錄部分的分離，zui大限度地拓寬了應(yīng)用范圍。由于采用單總線協(xié)議及DIO總線技術(shù)，使其資源大大節(jié)約。

KH300G彩色無紙記錄儀應(yīng)用范圍很廣，涵蓋幾乎所有需要有溫濕度數(shù)據(jù)存檔的地方，由于采用多種特色探頭，使其可應(yīng)用在眾多領(lǐng)域。

3典型應(yīng)用

31食品儲運

食品儲運過程并不只是一個時間問題，而且食品保存中的相對平衡濕度，直接影響菌類的生長，所以它也是保證食品安全的一項重要指標。例如：在平衡相對濕度為95％RH至91％RH范圍內(nèi)，易于滋生的菌類為沙門氏菌、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時，蛋糕的保質(zhì)期在27℃時為14天、21℃時為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)的平衡相對濕度起了決定性作用。平衡相對濕度定義為物質(zhì)與空氣中的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明確標注。同時，很多食品保存在過于干燥的場合，其口感都會變壞。針對這種情況，要求實時記錄溫濕度變化，保證食品安全。

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)貨的時候給貨艙中放置一個記錄器并啟動它，溫濕度記錄器有一個精密的內(nèi)部時鐘，準確地記錄時間間隔的溫濕度數(shù)據(jù)，在取出時可以方便地利用電腦察看圖形文件及報警值，判斷是否超過容許值,承運方是否有責(zé)任也會立即知曉。

32博物館文物和檔案的管理

　　這是溫濕度記錄器應(yīng)用的另一個大的領(lǐng)域，而記錄器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下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。使用溫濕度記錄器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，不受過多的人為因素干擾。同時由于采用Hygroclipsc04這樣的微小探頭，保證了在把藝術(shù)品的破壞降到zui小的前提下，文物的色彩和形狀不受損毀。

3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)品性能的指標之一，也為建筑施工方提供了可靠的數(shù)據(jù)。應(yīng)用溫濕度記錄器可以將此數(shù)據(jù)記錄并提供給建材研究方，為施工提供幫助。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以先發(fā)致敵，為有效地將有生力量提供到戰(zhàn)場上提供了保證，

34農(nóng)業(yè)及畜牧業(yè)

　　農(nóng)業(yè)及畜牧業(yè)生產(chǎn)，尤其是一些經(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。氣候記錄，KH300G無紙記錄儀對農(nóng)業(yè)及氣象分析具有很重要的意義。

35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，這些指標直接關(guān)系到人體健康。如果在這些指標不明的情況下，測試人員進入這些場所并長期在其間進行記錄，對測試人員的人身健康非常有害，而應(yīng)用記錄器就保證在取得可靠數(shù)據(jù)的同時保護測試人員的人身安全。

36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)：溫度在22℃～25℃；相對濕度在 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℃時，只穿手術(shù)衣的操作者會感到冷，易影響操作的靈敏性和準確性，尤其是手指的細微動作。裸露的病人由于機體創(chuàng)傷，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)間的內(nèi)外溫差大，開門后部分區(qū)域的空氣形成蝸流，風(fēng)速增大到約為手術(shù)間原風(fēng)速的4倍，此時物體表面附著物迅速飄浮在空氣中。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700cfu/m3～800cfu/m3時就有經(jīng)空氣而感染的危險。從結(jié)果可見，手術(shù)時鋪單至鋪單后2小時空氣污染zui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，因此加強控制此期間的空氣污染對預(yù)防手術(shù)后切口感染是至關(guān)重要的。要求衛(wèi)生防疫部門通過自己的監(jiān)測確認各個醫(yī)院手術(shù)室的達標情況，記錄器是一種很好的手端，減少了人員浪費，保證了執(zhí)法的公正性。

37管路維護

　　管路里的濕氣會促進微生物生長，管道發(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zui終導(dǎo)致室內(nèi)空氣質(zhì)量（IAQ—IndoorAirQuality）惡化。芬蘭歐立法（OyLifa）公司利用羅卓尼克（ROTRONIC）溫濕度記錄器和一輛微型卡車找到了非常好的辦法來研究管道狀況、遠程視頻設(shè)備及檢查管路。

4小結(jié)

　　無人值守的無紙記錄儀為操作人員節(jié)省時間，可以在人不便參與的場合工作，提供了準確的數(shù)據(jù)，也為事后分析提供了便捷的途徑。真正的解決了庫房溫濕度的測量與記錄，方便對數(shù)據(jù)進行分析，保存。也能以多種界面清晰直觀的了解溫濕度的變化情況。
 

歡迎廣大使用人士，并提出更好的方案！

                                                                                                              廈門科昊自動化有限公司

                                                                                                                  2010年10月18日