湿度控制器的工作原理
简单说，湿度控制器主要由 湿度传感器 和 加湿器 构成。湿度传感器原理（基础知识）
一.大气的湿度及点 露
[1].绝对湿度和相对湿度
地球表面的大气层是由78%的氮气、21%的氧气和一小部分二氧化碳、水汽以及其他一些惰性气体混合而成的。由于地面上的水和动植物会发生水份蒸发现象，因而地面上不断地在生成水份，使大气中含有水汽的量在不停地变化。由于水份的蒸发及凝结的过程总是伴随着吸热和放热，因此大气中的水汽的多少不但会影响大气的湿度，而且使空气出现潮湿或干燥现象。大气的干湿程度，通常是用大气中水汽的密度来表示的。即每1m3大气所含水汽的克数来表示，它称为大气的绝对湿度。
要想直接测量出大气的水汽密度，方法比较复杂。而理论计算表明，在一般的气温条件下，大气的水汽密度，与大气中水汽的压强数值十分接近。所以大气的水汽密度又可以规定为大气中所含水汽的压强，又把它称为大气的绝对湿度，用符号D表示，常用的单位是mmHg。。
在许多与大气的湿度有关的现象里，如农作物的生长绵纱的断头以及人们的感觉等等，都与大气的绝对湿度没有直接的关系，主要与大气中的水汽离饱和状态的远近程度有关。比如，同样是6mmHg的绝对湿度，如果在炎热的夏季中午，由于离当时的饱和水汽压（31.38mmHg）尚远，使人感到干燥，如果是在初冬的傍晚，由于水汽压接近当时的饱和水汽压（18.05mmHg）而使人感到潮湿。因此通常把大气的绝对湿度跟当时气温下饱和水汽压的百分偶称为大气的相对湿度，即
式中H——相对湿度
D——大气的绝对湿度（mmHg）
Ds——当时气温下的饱和水汽压（mmHg）
上式表明，若大气中所含水汽的压强等于当时气温下的饱和水汽压时，这时大气的相对湿度等于100%RH。
[2].露点
降低温度可以使未饱和水汽变成饱和水汽。露点就是指使大气中原来所含有的未饱和水汽变成饱和水汽所必须降低的温度。因此只要能测出露点，就可以通过一些数据表查得当时大气的绝对湿度。
当大气中的未饱和水汽接触到温度较低的物体时，就会使大气中的未饱和水汽达到或接近饱和状态，在这些物体上凝结成水滴。这种现象被称为结露。结露对农作物有利，但对电子产品则是有害的。
二.湿敏传感器的分类
水是一种极强的电解质。水分子有较大的电偶极矩，在氢原子附近有极大的正电场，因而它有很大的电子亲和力，使得水分子易吸附在固体表面并渗透到固体内部。利用水分子这一特性制成的湿度传感器称为水分子亲和力型传感器。而把与水分子亲和力无关的湿度传感器称为非水分子亲和力型传感器。在现代工业上使用的湿度传感器大多是水分子亲和力型传感器，它们将湿度的变化转换为阻抗或电容值的变化后输出。
来自：http://www.531718.com/
举个例子，机械湿度表原理：机械式指针湿度表的湿敏元件, 有毛发式的, 也有在金属游丝上涂敷高分子亲水塑料材料制造的。其原理与机械式湿度传感器相同, 都属长度变化式, 利用长度变化产生的位移来驱动指针轴, 使指针在表盘上移动, 从而实现湿度的计量功能。因此具有机械式湿度传感器相同的弱点, 即反应迟钝, 滞后时间长也可长达一二十分钟, 不能对微量水份变化发生反应, 显示误差大, 一般在±5%, 高的可达±10%以上, 年飘移值大, 不稳定, 易老化变质, 影响寿命。虽然其不能准确可靠计量, 显示的数值只能作参考，但由于其价格低廉，无需电信号也能工作, 如对机械式湿度传感器的某个控制位置的湿度控制值进行定义，则其控制误差最高可达±15%以上，其与机械式指针湿度表的±5%显示误差之间就回产生最高可达±20%的累积误差。 机械式湿度采样和控制显示的产品虽然存在这些不足，但由于其产品价格低，因而也被要求不高的用户使用。
恒温恒湿测试箱电器/制冷部分故障诊断表
电器部分故障诊断表
掌握故障现象 故障检查顺序及解除措施
上电后报警灯亮 相序报警灯亮
①供电正常否？供电电源断相，或三相电压不对称度≥50V，均视为供电不正常，应使供电正常。
②上电电源相序错误。任意对换上电电源的两相相序。
③相序保护器损坏，更换相序保护器。
超温报警灯亮
①超温设置是否低于环境温度？重新设置超温，使其高于您所需的试验温度值。
②传感器是否短路？测量传感器电阻值，若短路则更换传感器。
③更换超温保护装置
不能开启工作电源
①主电路接触器压接端接触不良，重新压接。
②工作电源开关损坏，以予更换。
鼓风未正常运转 工作室内风叶未转动
①手动转动鼓风电机轴不转，更换电机。
②与电机相关的压接线松动，重新压接。
③测量电机绕组阻值断路或短路，更换电机。
④电机启动电容容量不足，更换电容。
⑤电机过载保护器损坏，更换过载保护器。
工作室内有异响
①风叶松动，重新紧固风叶。
②产品放置过久，电机轴承缺油声响，补充耐高温润滑油脂。
控制仪表显示不正常 仪表显示故障提示"―――"
①仪表的输入信号接压端松动，重新接压。
②传感器损坏，更换传感器。
仪表显示温（湿）度与工作室温（湿）度偏差大
①仪表的输入信号接压端松动，重新接压。
②误设仪表修正参数，重新设置为0。
③传感器损坏，更换传感器。
④仪表损坏，更换仪表。
温（湿）度不能正常控制 仪表输出指示灯（OUT）亮，但显示值无变化。
①与加热（加湿）器相关的压接线松动，重新压接。
②加热（加湿）执行器（固态继电器）损坏，更换固态继电器。仪表显示值到达设定值后过冲大，波动大。仪表的加热（加湿）PID参数不适用，请使用仪表中的AT自整定参数，由仪表自动演算PID值。
制冷系统故障诊断表
掌握故障现象 故障检查顺序及解除措施
超压报警灯亮
水冷机组
①供水冷却系统进水压力过低，流量过小。
②制冷系统管路有冰堵或油堵现象，应请专业人士维修。
风冷机组
①冷凝蒸发器换热
②制冷系统管路有冰堵或油堵现象，应请专业人士维修。
不制冷
如检查仪表设置无误，应请专业人士维修。
在相同条件下使用降温时间越来越长
制冷系统患"贫血"症，不能盲目补充制冷剂，应请专业人士对制冷管路查漏维修。
关于湿热试验箱加湿和除湿方法的研究
编者：本文对湿热试验箱加湿和除湿的方法进行了深入的研究和全面论述，有助于在新型湿热试验箱开发中加湿和除湿方法的工程应用。
湿热试验箱为了实现试验条件，不可避免地要对试验箱进行加湿和除湿的操作，本文打算就目前大量在湿热试验箱中运用较多的各种方法进行分析，指出它们各自的优缺点和建议使用的条件。
湿度表示的方法很多，就试验设备而言，通常用相对湿度这一概念描述湿度。相对湿度的定义是指空气中水汽分压力与该温度下水的饱和汽压之比并用百分数表示。由水汽饱和压力性质可知，水汽的饱和压力只是温度的函数，与水汽可处的空气压力无关，人们通过大量的实验和整理寻求到了表示水汽饱和压力与温度之间的关系，其中已被工程和计量大量采用的应当是戈夫格列其公式。它被目前气象部门编制湿度查算表所采用。
加湿的过程实际上就是提高水汽分压力，最初的加湿方式就是向试验箱壁喷淋水，通过控制水温使水表面饱和压力得到控制。箱壁表面的水形成较大的面，在这个面上向箱内通过扩散的方式向箱内加入水汽压使试验箱中相对湿度升高，这一方法出现在上世纪五十年代。由于当时对湿度的控制主要是用水银电接点式导电表进行简单的开关量调节，对于大滞后的热水箱水温的控制适应性较差，因此控制的过渡过程较长，不能满足交变湿热对加湿量要求较多的需要，更重要地是在对箱壁喷淋的时候，不可避免地有水滴淋在试品上对试品形成不同程度的污染。同时对箱内排水也有一定的要求。这一方法很快就被蒸汽加湿和浅水盘加湿所取代。但是这一方法还是有一些优点。虽然它的控制过渡过程较长，但系统稳定后湿度波动较小，比较适合做恒定湿热试验。另外在加湿过程中水汽不过热不会增加系统中的额外热量。还有，当控制喷淋水温使之低于试验要求的要点温度时，喷淋水具有除湿作用。
随着湿热试验由恒定湿热向交变湿热发展，要求有较快的加湿反应能力，喷淋加湿已不能满足要求时，蒸汽加湿和浅水盘加湿方法开始大量被采用并得到发展。
水汽的饱和压力随着水温的升高而升高，当水温高至沸点时，在一个标准大气压力时，水汽饱和压将超过100Kpa，这时一个特别加湿蒸汽锅炉会喷出蒸汽，向试验箱内加湿。这一加湿过程会很快完成。因此在交变湿热箱中被广泛运用。在很多情况下蒸汽的温度总是高于试验工况要求的温度，这时高湿的蒸汽和较低湿度的空气混和后，一部份水汽会凝结成水并放出汽化热，在箱内产生额外的热量，有时为了平衡这一部分热量往往要开启压缩机制冷。当制冷温度控制不当时可能会使蒸发器上结霜影响制冷效果，同时由于制冷的作用会产生除湿效果，使箱内湿度下降，为维持试验工况将增大加湿量，进一步增加箱内额外热量。甚至会出现不断地加湿，制冷又同时不断地除湿的现象。
采用蒸汽加湿具有加湿快，能适应交变湿热试验在升温段对要求加湿量大的需要。因此该方法被大量地采用。其主要缺点是向箱内引入了过热蒸汽，增加了箱内的热量。在设计时要特别注意过热蒸汽对系统带来的影响。
浅水盘加湿器具有蒸汽加湿和喷淋加湿两种方法的优点，浅水盘是在试验箱中设计了表面足够大的水盘，水盘中放置了加热器。水面的水汽压可通过扩散和对流质交换向空气中不断地补充水汽，而通过这种形式的加湿水汽不过热。但是由于水盘的面积不可做到很大，因此扩散和对流质交换并不十分剧烈。通过适当地加热水盘的水使其高于箱内的试验温度，这时水盘表面层随着温度升高，水汽压力升产高，与箱体中空气中水汽分压力之差增加，加剧了水汽扩散和对流质交换。在满足试验箱加湿要求的情况，水盘中的水温并不要求过高，这时水汽的过热量有明显下降。这一点较直接蒸汽加湿方法显得更优，这种方法的不足之处在于做低湿试验时由于水盘有扩散和对流质交换的存在，要获得低湿较难。采用制冷降低水温可使湿度有所下降。由于目前的湿热箱已和低温箱做成了一体，为防止水盘中水对做低温试验时造成的不利，通常要将水排出箱外，对设备的使用增加了一定麻烦。另外当试验箱长期不用时，水盘中容易滋生微生物影响设备的清洁。
随着试验要求不断的变化，试品在试验过程中要带电工作并发出大量热量，这时通常要采用压缩机对其制冷，在制冷过程中蒸发器与空气要进行热质交换，试品发热量越大，热质交换越剧烈，试验箱中水汽会被蒸发器除去，若采用蒸汽加湿难以实现试验要求的高湿工况，于是为满足试验要求，出现了另一种过冷蒸汽加湿法。
过冷蒸汽的产生通常有超声波法，高压喷雾法，离心喷雾等。它们将水转换成微米级的水雾，这种雾处于亚稳态状态。若它获得热量将转换为汽，若得不到热量则会变成水滴，在试品发热的情况下，雾吸收试品发出的热量汽化，将这些热量转换成水的潜热，使箱内水汽压升高达到试验要求的湿度。水汽的潜热在制冷蒸发器上放出，通过这一等焓的热质交换完成加湿，这一方法在实践中证明十分有效，并在一些试验箱中得到运用。
除湿的方法目前运用得最为广泛有两种，一是冷冻除湿法，另一种是固体吸湿剂除湿法。前者是将空气中的水汽冷凝在表冷器上形成水或霜。由于湿热箱的试验过程通常较长，表冷器结霜会影响除湿效果，一般应尽量避免这种现象发生，为使表冷器不至于结霜，应当将表冷器的温度控制在0℃以上。这时箱内湿度用露点描述时，其露点温度约为5～7℃。这一露点温度已能满足现行的试验方法的要求，同时使用十分方便，因此运用最广。当要求更低的露点时，通常采用固体吸湿剂进一步吸湿剂。这类吸湿剂的表面水汽压力在几百至几十个PPm数量级上，可获得-70℃左右的露点温度。这种方法使用很不方便或购买专门的设备十分昂贵。只有在一些有特殊要求的试验时才被采用。如对内燃机在低温或做运行试验的低温箱时，要求对箱内补充大量空气供燃油燃烧时使用。为防止新空气中的水汽在低温箱的蒸发器大量结霜影响制冷，需要用固体吸湿原理制成并能连续运行的转轮除湿机。目前这种除湿机的商品价格十分昂贵。
我公司正在开展研究试验完全不同于上述两种除湿原理，使用十分方便并能连续运行的新形除湿方法。可将露点温度延伸至-15℃左右，以满足某些试验的
高低温交变湿热试验箱常见问题/维修/故障
故障类别 故障现象 系统检查 故障排除
电器部分无电
源 外接电源是否接好/电压是否正常 重新接好
电源进线/连线接触是否良好
电源保险接触是否良好/是否烧毁损坏 重新安装/更换保险芯（座）
整机无法启
动 连线接触是否良好 重新接好
主令开关接触是否良好/是否烧毁损坏 维修/更换
接触器或继电器接触是否良好/是否烧毁损坏
仪表超温设置是否正确/是否烧毁损坏 重新设置/更换
电源进线（相序继电器）相序连接是否正确/是否烧毁损坏 重新连接/更换
压力控制器压力调整是否正确/是否烧毁损坏 重新调整/更换
无加热 连线接触是否良好 重新接好
仪表显示是否正常/是否有输出 维修/更换
仪表设置是否正确 重新设置
鼓风开关是否开/是否烧毁损坏/接触器是否接通或烧坏 重新开/更换
加热开关是否开/接触是否良好/是否烧毁损坏 开/维修/更换
执行元件（接触器、继电器、可控硅、固态继电器）是否有输出 更换
执行元件（加热管、加热丝）是否烧毁损坏 更换
控制器、调节器、电接点温度计控制是否良好/是否烧毁损坏 维修/更换
加热不受控 仪表显示/控制是否正常 维修/更换
仪表设置是否正确/是否是手动输出 重新设置
执行元件接触器、继电器触点是否粘连或烧坏/可控硅、固态继电器是否击穿 更换
执行元件加热管、加热丝是否对地 维修/更换
控制器、调节器、电接点温度计控制是否良好/是否烧毁损坏 维修/更换
无加湿 连线接触是否良好 重新接好
仪表显示是否正常/是否有输出 维修/更换
仪表设置是否正确 重新设置
加湿开关是否开/接触是否良好/是否烧毁损坏 开/维修/更换
执行元件（接触器、继电器、可控硅、固态继电器）是否有输出 更换
执行元件加热管是否烧毁损坏 更换
供水系统是否正常/是否有断水指示 调整/维修
加湿不受控 仪表显示/控制是否正常 维修/更换
仪表设置是否正确/是否是手动输出 重新设置
执行元件接触器、继电器触点是否粘连或烧坏/可控硅、固态继电器是否击穿 更换
执行元件加热管是否对地 维修/更换
加热慢 仪表设置是否正确 重新设置
加热组件总电阻阻值是否正常/是否有短路、断路 维修/更换
鼓风系统运转是否正常/转向是否正确 调整/维修
加湿慢 仪表设置是否正确 重新设置
加湿组件总电阻阻值是否正常/是否有短路、断路 维修/更换
供水控制系统是否正常/浮球是否漏 维修/更换
制冷工作异常 连线接触是否良好 重新接好
仪表显示是否正常/是否有输出 维修/更换
仪表设置是否正确 重新设置
制冷开关是否开/接触是否良好/是否烧毁损坏 开/维修/更换
执行元件接触器接触是否良好/是否烧毁损坏/是否有输出 更换
压力控制器压力调整、温度控制器温度调整是否正确/是否烧毁损坏 重新调整/更换
保险接触是否良好/是否烧毁损坏 重新安装/更换保险芯（座）
压缩机工作是否正常/是否烧毁损坏 维修/更换
电磁阀控制是否正常/是否烧毁损坏 维修/更换
风冷系统运转是否正常/转向是否正确 调整/维修
水冷系统水压、水温是否正常 调整
除湿工作异常 连线接触是否良好 重新接好
仪表显示是否正常/是否有输出 维修/更换
仪表设置是否正确 重新设置
除湿开关是否开/接触是否良好/是否烧毁损坏 开/维修/更换
执行元件接触器接触是否良好/是否烧毁损坏/是否有输出 更换
压缩机工作是否正常/是否烧毁损坏 维修/更换
泵运转是否正常/转向是否正确 调整/维修
仪表显示工作异常 1无显示
连线接触是否良好 重新接好
仪表是否烧毁/损坏 维修/更换
2显示异常
连线接触是否良好 重新接好
“HH”:铂电阻断路/仪表坏 更换
“LL”:铂电阻短路/仪表坏 更换
3工作异常
设置异常：设置是否正确/仪表坏 重新设置/维修/更换
无输出：设置是否正确/仪表坏 重新设置/维修/更换
误动作输出：铂电阻连线接触是否良好/是否坏/仪表坏 重新接好/更换
控制器工作异常
连线接触是否良好 重新接好
变压器是否坏 更换
电子元器件（三极管、二极管等）是否烧毁损坏 更换
继电器接触是否良好/是否坏 维修/更换
调节器接触是否良好/是否坏 维修/更换
电接点温度计接触是否良好/是否坏 维修/更换
故障类别 故障现象 系统检查 故障排除
电器部分鼓风系统异常
1电机不转
连线接触是否良好 重新接好
鼓风开关是否开/是否烧毁损坏 重新开/更换
执行元件接触器接触是否良好/是否烧毁损坏/是否有输出 更换
启动电容（单相）是否烧毁损坏 更换
电压是否正常，是否缺相（三相） 重新接好
电机转动是否灵活/是否锈死、卡死/电机碳刷是否已磨损（串激电机） 维修/更换
热继电器电流设置是否正确/是否烧毁损坏 维修/更换
2电机异响
风叶是否松动/是否擦箱壳 维修
轴承锈蚀/油干 维修/更换
搅拌系统异常
1无搅拌
电机不转 参照鼓风系统维修
2搅拌异响
叶片是否松动/是否擦壳 维修
轴承锈蚀/油干 维修/更换
电机电压是否正常/变压器电压输出是否正常 维修/更换
上下磁钢间距是否正常/ 磁钢磁力是否正常 维修/更换
3搅拌工作异常 维修/更换
连接管路是否畅通/是否有堵或漏 维修/更换
电机电压相序（三相）是否正常 重新接好
供水系统异常
是否断水 加水
连线接触是否良好 重新接好
开关是否开/是否烧毁损坏 重新开/更换
执行元件接触器接触是否良好/是否烧毁损坏/是否有输出 维修/更换
控制是否正常/是否烧毁损坏/是否有输出 维修/更换
探针是否氧化/是否损坏 维修/更换
供水泵工作是否正常/是否烧毁损坏 维修/更换
连接管路是否畅通/是否有堵或漏 维修/更换
水位控制是否正常/浮球是否漏 维修/更换
无声光报警 连线接触是否良好 重新接好
开关是否开/是否烧毁损坏 重新开/更换
元件指示灯、蜂鸣器或电铃是否良好/是否烧毁损坏 维修/更换
执行元件接触器接触是否良好/是否烧毁损坏/是否有输出 维修/更换
其它
1指示灯、照明灯不亮
连线接触是否良好 重新接好
开关是否开/是否烧毁损坏 重新开/更换
元件灯是否良好/是否烧毁损坏 维修/更换
执行元件接触器接触是否良好/是否烧毁损坏/是否有输出 维修/更换
电子镇流器或变压器是否良好/是否烧毁损坏 维修/更换
2无防霜加热
连线接触是否良好 重新接好
元件变压器、加热带或镀膜中空玻璃是否良好/是否损坏 维修/更换
执行元件接触器接触是否良好/是否烧毁损坏/是否有输出 维修/更换
3氙灯点不亮
连线接触是否良好 重新接好
泵工作是否正常/是否烧毁损坏/转向是否正确 维修/更换
压力控制器是否良好/是否烧毁损坏/是否有输出 维修/更换
氙灯触发器工作是否正常/是否烧毁损坏 维修/更换
氙灯是否正常/是否损坏 维修/更换
电抗器是否良好/是否烧毁损坏
1 控制类（温度不受控、湿度不受控、振动不受控、控制系统不能正常工作、传感器失效等）
2 制冷类（制冷剂泄漏、管道焊接、维修阀门故障、更换过滤器、加注压缩机润滑油、清洁冷凝器等）
3 加热类（维修加热器、更换可控硅、接触器、时间继电器等）
4 机械类（维修循环马达，风机叶片、改善循环风道、维修箱体结构故障等）
5 湿度类（维修加湿过滤、维修加湿水供给管道、维修排水管道、维修加湿除湿系统等）
