從目前來看，濕度發生器主要利用一下五種原理。

   1 改變已知濕度氣體（主要是指飽和濕氣）狀態的方法 。我們知道，氣體的狀態由壓力、溫度和(he)體積來(lai)確定，對于飽和(he)濕

氣，如(ru)果狀(zhuang)態條件不(bu)變，那末水汽(qi)的含量(liang)是(shi)恒定(ding)的，反之，若狀(zhuang)態改變，水汽(qi)含量(liang)亦隨之改變。于是(shi)可(ke)以利用熱(re)力(li)學 P 、 v 、 T

關系(xi)配制出所要求的濕度(du)的氣(qi)體(ti)，基(ji)于這(zhe)一原理(li)的方法(fa)有(you)改變壓力(li)的方法(fa)，即雙(shuang)壓法(fa)；改變溫(wen)(wen)度(du)的方法(fa)，即雙(shuang)溫(wen)(wen)法(fa)；以及(ji)同時改變壓

力和溫度的方法；

   2 混合法 ，它(ta)又(you)可以分(fen)為混流(liu)法(fa)和分(fen)流(liu)法(fa)兩種。前者(zhe)是(shi)將飽和濕氣(qi)(qi)或過熱蒸汽同干氣(qi)(qi)混合：后(hou)者(zhe)是(shi)將一股干氣(qi)(qi)地按比(bi)例分(fen)

為兩股，其中一股用水汽(qi)飽和，另一股仍保持干(gan)燥、而(er)后進行混(hun)合(he)。

   3 膜滲透法 ，膜(mo)的(de)(de)一側(ce)(ce)(ce)是(shi)(shi)水，由(you)于膜(mo)兩側(ce)(ce)(ce)的(de)(de)水汽(qi)分壓不(bu)同，于是(shi)(shi)水汽(qi)通過膜(mo)向另一側(ce)(ce)(ce)滲(shen)透。基干這一原理通常使用的(de)(de)方法是(shi)(shi)滲(shen)

透管配氣技術。

   4 溫度固定點法 ，即平衡水(shui)汽壓法(fa)，這種方法(fa)是(shi)利(li)用某些(xie)鹽(yan)類或其它化(hua)合物(wu)（例(li)如(ru)硫酸和(he)甘油）的水(shui)溶(rong)液在(zai)一定的條件下(xia)其氣

相中(zhong)的(de)水汽分壓保持恒定的(de)原理。

  5 化學方法 。根據(ju)定(ding)比(bi)(bi)定(ding)律，氫和(he)氧在(zai)催化(hua)劑存在(zai)的情(qing)況(kuang)下能按比(bi)(bi)例地化(hua)合，生成定(ding)量(liang)的水。

    飽(bao)(bao)和(he)器是(shi)這些發生器結構的重要組成部分，是(shi)發生含有飽(bao)(bao)和(he)水汽的濕空氣(qi)(qi)的裝置，因(yin)此，建(jian)立在(zai)發生飽(bao)(bao)和(he)濕氣(qi)(qi)基礎上的各(ge)種恒濕

氣體發(fa)(fa)生器(qi)(qi)，其性能與飽(bao)和(he)器(qi)(qi)的(de)(de)效率密切(qie)相關。從發(fa)(fa)生器(qi)(qi)的(de)(de)工作原理，特點(dian)和(he)適用的(de)(de)濕度范圍出發(fa)(fa)，飽(bao)和(he)器(qi)(qi)可以設計成(cheng)多種形式，主(zhu)

要有（1）鼓(gu)泡式(shi)（2）噴(pen)霧(wu)式(shi)（3）塔板式(shi)（4）管式(shi)（5）離心式(shi)（6）“迷宮”式(shi)，這里不再詳細介紹，有興趣(qu)可與編者。

下(xia)面介紹幾種典型的濕度發(fa)生器

一、雙壓法濕度發生器

  原理：氣體在加壓狀態下被水汽飽和然后減壓膨脹。假如氣體在飽和、膨脹過程溫度保持恒定，并服從理想氣體定律，那末由道爾

頓定(ding)律可得到如下關(guan)系式：

    式中(zhong) e w 和(he) P s 分別為飽(bao)和(he)器中(zhong)的(de)(de)飽(bao)和(he)水(shui)汽分壓和(he)氣體的(de)(de)總(zong)壓， e c 和(he) P c 分別為試驗(yan)腔(qiang)中(zhong)的(de)(de)水(shui)汽分壓和(he)氣體的(de)(de)總(zong)壓。那

末，據定義，在(zai)溫度(du)(du) t 時(shi)，低壓下(xia)的氣體的相對(dui)溫度(du)(du)可按下(xia)式計算： 

U=Pc/Ps*100

    如果飽和器內的溫度和試驗室內的溫度也不相同，即變成既改變壓力也改變溫度的情況，則試驗室的相對濕度可采用下式計算。

U=（Pc/Ps） * （ew（Ts）/ew（Tc）） * 100

式中 ew（Ts） 和(he)(he) ew（Tc） 分(fen)(fen)別為飽(bao)和(he)(he)器和(he)(he)試(shi)驗腔溫度下的飽(bao)和(he)(he)水汽分(fen)(fen)壓(ya)。

雙壓濕度(du)發生器通常由如下六個(ge)部分組成

（ 1 ）氣源系統

（ 2 ）載(zai)氣干燥系統

（ 3 ）飽和(he)器系統(tong)

（ 4 ）試驗腔

（ 5 ）恒溫系統

（ 6 ）溫度和壓力的測量與(yu)控制系統

二、雙溫法濕度發生器

    原理：ts 和 tc 分別為(wei)飽和器溫度(du)和試驗腔(qiang)溫度(du)，通過(guo)氣泵使氣流在飽和器與試驗腔(qiang)之(zhi)間(jian)不斷循(xun)環，經過(guo)一定時間(jian)之(zhi)后，氣流

中的水汽達到飽(bao)(bao)和(he)狀態(tai)。 e w （T s ） 是(shi)在(zai)(zai)溫(wen)度(du) T s 下的飽(bao)(bao)和(he)水汽壓(ya)力， e c 是(shi)在(zai)(zai)較高溫(wen)度(du) T c 下的飽(bao)(bao)和(he)水汽壓(ya)力。假設氣體

為理想氣(qi)體，并(bing)且飽和(he)器總壓(ya)力(li) P s 等于試驗腔內氣(qi)體的(de)總壓(ya)力(li) P c ，那么，在溫度為 T c 的(de)試驗腔內氣(qi)體的(de)相(xiang)對濕(shi)度可以用如

下式計算：

U=（ew（Ts）/ew（Tc）） * 100

    在 Ps 和 Pc 不一致時，特別是在氣流速度較高的情況下，就需要考慮進行壓力修正，

U=（ew（Ts）/ew（Tc）） * （Pc/Ps） * 100

    基于兩個溫度原理設計的密閉式濕度發生器有多種不同的結構形式。

三、低霜點濕度發生器

    低霜點濕度發生器是一種專門用于低濕領域校正的能夠發生水汽含量低至 ppm 級（即低于百萬分之一）氣體的設備。

    同雙溫法相似，霜(shuang)點濕度發生器制備已知濕度氣體的過程(cheng)是(shi)一個等壓變溫過程(cheng)。經(jing)過充分(fen)干燥的氣體首(shou)先(xian)流經(jing)一個熱交換(huan)器然后

進入飽(bao)和(he)器(qi)，換熱器(qi)和(he)飽(bao)和(he)器(qi)均浸沒在一(yi)個恒溫液體槽中。飽(bao)和(he)器(qi)是一(yi)根螺旋形金屬盤管(guan)(guan)。管(guan)(guan)的內表面為大約 1mm 厚的薄冰層(ceng)所覆

蓋(gai)。通過飽和器的(de)氣流距離冰層(ceng)表面不超(chao)過 4mm 。在流速為 2L/min 時(shi)，氣體的(de)平均傳質(zhi)時(shi)間大(da)約(yue) 7s 。

    干氣(qi)流(liu)經過換熱達到(dao)槽溫(wen)而后進入飽和器，因為(wei)使(shi)氣(qi)流(liu)達到(dao)飽和所(suo)(suo)需的水汽量非常小，所(suo)(suo)以管內冰(bing)的升(sheng)華作用(yong)不會導致冰(bing)面溫(wen)度(du)

明顯下(xia)降，另外，由于盤(pan)管(guan)足夠長，氣體的(de)飽(bao)和(he)過程在(zai)盤(pan)管(guan)的(de)前部就己(ji)完成，盤(pan)管(guan)其余部分只是作為(wei)飽(bao)和(he)氣體zui后(hou)換熱之用(yong)。通過飽(bao)

和(he)器(qi)的氣(qi)(qi)體(ti)不存在(zai)明顯的壓力(li)降。飽和(he)器(qi)出口端(duan)氣(qi)(qi)體(ti)的溫度與(yu)飽和(he)器(qi)的溫度相同或十分接近，所以這一溫度可視為氣(qi)(qi)流的霜點(dian)溫度。

四 、分流法濕度發生器

    原理：干氣源（一般是干空氣）的氣體按一定的比例分成兩部分，一路進入飽和器 S ，被飽和的氣流在混合室 C M 中同另一

股干氣混(hun)合，而(er)后(hou)進入試(shi)驗(yan)腔 C T ，zui后(hou)排入大氣。飽和器、混(hun)合室和試(shi)驗(yan)腔浸(jin)在(zai)同(tong)一個恒溫槽中(zhong)。

試驗腔(qiang)中的相對濕度是下(xia)列(lie)因(yin)素的函數：

（1） 通過(guo)飽和器的(de)空(kong)氣的(de)份(fen)數。

（2） 飽和(he)器中的總壓力。

（3） 飽和水汽壓力。

（4） 試驗腔中的水汽分壓力。

計算試驗腔中相對濕度的公式：

U=100 * X / [1-（1-X） es/Ps ]

式中(zhong)，X分(fen)流比，es為飽(bao)和器中(zhong)的水汽分(fen)壓(ya)力， Ps為飽(bao)和器中(zhong)的總壓(ya)力。

分流法的相(xiang)對(dui)溫度不(bu)確(que)定度一般在(zai) 1-3 ％范圍內(nei)；所以在(zai)低溫下使用上(shang)述簡(jian)化式完滿足方法的準確(que)度要求。

五、滲透法濕度發生器

    滲(shen)(shen)透(tou)管的工(gong)作基(ji)礎就是依據膜滲(shen)(shen)透(tou)原理，水分子穿過(guo)管壁的滲(shen)(shen)透(tou)過(guo)程(cheng)遵循 Fick 定律，

q=-D*S * （dP/dB）

式中， q: 滲透速率，

D ：滲透系數

S: 有(you)效滲透面積，

dP/dB: 膜兩側水汽的壓力梯度，其中(zhong) B 為膜的厚度。

    由(you)上式(shi)可見(jian)滲透速率(lv)與膜的(de)材料(liao)及(ji)其密度、厚度、有效滲透面積(ji)、材料(liao)的(de)物理特性(xing)（如親水或憎水）以及(ji)膜兩(liang)側的(de)水汽分壓差等

有關。

    發(fa)生器(qi)輸出的標(biao)準氣的水分濃度按下式計算(suan)：

C=（q*V） / （F*Mv）

式(shi)中： C ——標準汽的水分(fen)濃度，單位為(wei) ppmv

q ——標定溫度對應的滲透(tou)率，單位為μ g/min

V ——水汽的摩爾體積，單位為(wei) L/mol

F ——干載氣流量，單位為(wei) L/min

Mv ——水的摩爾(er)質量，單(dan)位為 g/mol

    由上(shang)可知，載氣(qi)(qi)的干(gan)燥程度及其流(liu)量會直接(jie)影(ying)響輸出氣(qi)(qi)體(ti)的濕(shi)度量值。因(yin)此，載氣(qi)(qi)必(bi)須經(jing)干(gan)燥系(xi)統充(chong)分(fen)干(gan)燥，同時要求氣(qi)(qi)源穩定(ding)

和對流(liu)(liu)量(liang)進行準(zhun)確(que)的(de)測(ce)量(liang)。發生(sheng)器的(de)準(zhun)確(que)度(du)取決于所用的(de)滲透管滲透率標定的(de)不確(que)定度(du)、氣(qi)源(yuan)的(de)穩定性、載(zai)氣(qi)流(liu)(liu)量(liang)測(ce)定的(de)準(zhun)確(que)度(du)，以

及恒溫精度。