溫濕度測量是現(xiàn)代測量發(fā)展出來的一個(gè)領(lǐng)域，尤其是濕度的測量不斷前進(jìn)，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(shí)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(shí)時(shí)記錄其全過程的溫濕度變化，并依據(jù)這些變化認(rèn)定儲運(yùn)過程的安全性，導(dǎo)致了新的溫濕度測量儀器——溫濕度記錄儀的誕生。
溫濕度記錄器是對溫濕度參數(shù)進(jìn)行測量并按照預(yù)定的時(shí)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(jī)，利用適配軟件將存儲的數(shù)據(jù)提出并按其數(shù)值、時(shí)間進(jìn)行分析的儀器。利用該儀器可確定儲運(yùn)過程、實(shí)驗(yàn)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。
下面以瑞士ROTRONIC公司生產(chǎn)的Hygrolog溫濕度記錄器為例介紹溫濕度記錄器的原理及應(yīng)用。
2溫濕度記錄器的原理
溫濕度記錄器由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Hygroclip系列探頭組成，不同的探頭完成不同的功能。
Hygroclips通用探頭，應(yīng)用于通用測量，包括廠房、實(shí)驗(yàn)室、貨柜空間等的空間測量。
Hygroclipsc04/sc05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。
Hygroclipsp05小空間插入探頭，應(yīng)用于顆粒狀堆積材料的插入測量。
HygroclipHK25/40高溫探頭，zui高可達(dá)200℃，用于高溫環(huán)境。
HygroclipHS28劍式探頭，應(yīng)用于造紙、印刷、卷狀堆積物等場所。
以上探頭為*互換探頭，均可以和Hygrolog進(jìn)行聯(lián)接，完成不同功能。
2.2儀器本體
Hygrolog記錄器，通過探頭進(jìn)行測量，將數(shù)據(jù)存儲并傳輸至PC，其存儲容量為10000個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)（溫度、濕度各5000點(diǎn)），記錄間隔為15s至2h可調(diào)：由PC調(diào)整，根據(jù)其設(shè)定值確定記錄時(shí)間zui長可達(dá)416天。記錄器工作溫度受電池限制，即鋰電池,－20℃至70℃；堿性電池，－10℃至50℃。量程及精度由探頭決定，量程可達(dá)－50℃至200℃，0至100％RH；精度為±1.5％RH，±0.3℃；防護(hù)等級為IP65。 
2.3PC界面
HW3軟件。軟件支持是記錄器*的一部分，其主要功能為設(shè)定單位、存儲周期、采樣周期，讀取數(shù)據(jù)并顯示測量數(shù)據(jù)、歷史曲線等，這是數(shù)據(jù)記錄器不可分割的一部分。一個(gè)好的上位機(jī)軟件能夠給記錄器提供zui廣泛的支持，通過上位機(jī)的支持，鍵盤等不必要的部件解放了，同時(shí)提供出更多的資源以供利用。
數(shù)據(jù)記錄器的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
所有的記錄器均大致遵循這樣一個(gè)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(dú)可*互換的探頭。采用前一種方式，其特點(diǎn)是可將產(chǎn)品體積變小，但卻帶來占用存儲資源、校準(zhǔn)不便等問題，也不能同時(shí)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品完成多種功能，同時(shí)，還帶來由于電池限制而導(dǎo)致監(jiān)測范圍變窄等問題；運(yùn)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(jìn)行不同的電路或參數(shù)變換兩個(gè)問題。
基于以上原因，對我們提出了新的設(shè)計(jì)任務(wù)，在這方面，瑞士ROTRONIC公司走在前邊。他們的探頭采用數(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(shí)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。這樣減少了耗電元件，保證電池有更長的工作時(shí)間。例如應(yīng)用750mAh的電池，采樣間隔為5分鐘，可連續(xù)記錄6個(gè)月。
ROTRONIC的記錄器應(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(yùn)
食品儲運(yùn)過程并不只是一個(gè)時(shí)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(xiàng)重要指標(biāo)。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(shí)，蛋糕的保質(zhì)期在27℃時(shí)為14天、21℃時(shí)為24天，如果平衡相對濕度提高到85％RH，這些指標(biāo)將降低為27℃時(shí)8天、21℃時(shí)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(jìn)行交換情況下由周圍空氣獲取的濕度值。這個(gè)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(biāo)注。同時(shí)，很多食品保存在過于干燥的場合，其口感都會(huì)變壞。針對這種情況，要求實(shí)時(shí)記錄溫濕度變化，保證食品安全。
當(dāng)長途運(yùn)輸或者海運(yùn)冷凍冷藏食品時(shí)，如何在接收時(shí)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(shí)候給貨艙中放置一個(gè)記錄器并啟動(dòng)它，溫濕度記錄器有一個(gè)精密的內(nèi)部時(shí)鐘，準(zhǔn)確地記錄時(shí)間間隔的溫濕度數(shù)據(jù)，在取出時(shí)可以方便地利用電腦察看圖形文件及報(bào)警值，判斷是否超過容許值,承運(yùn)方是否有責(zé)任也會(huì)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(gè)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?jiān)跍貪穸冗m宜的條件下可以多存放一些時(shí)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(jìn)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(shí)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(shí)驗(yàn)
　　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(jià)產(chǎn)品性能的指標(biāo)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(shí)間就是生命，準(zhǔn)確把握混凝土干燥時(shí)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，這一功能由Hygrolog＋HygroClipsc04完成。
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(jì)作物的生產(chǎn)，在其幼苗期要詳細(xì)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(jī)校準(zhǔn)方便。氣候記錄，Hygrolog溫濕度記錄儀對農(nóng)業(yè)及氣象分析具有很重要的意義。
3.5建筑驗(yàn)收
　　主要體現(xiàn)在智能樓宇的驗(yàn)收。由于建筑行業(yè)的驗(yàn)收項(xiàng)目多，除暖通空調(diào)指標(biāo)外，其他諸如射線強(qiáng)度、甲醛濃度等，建筑部要求符合人體健康指標(biāo)，也要監(jiān)測，這些指標(biāo)直接關(guān)系到人體健康。如果在這些指標(biāo)不明的情況下，測試人員進(jìn)入這些場所并長期在其間進(jìn)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(shí)保護(hù)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(dāng)室溫超過28℃，濕度大于70％RH時(shí)，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(shí)病人也會(huì)出現(xiàn)心率快、出汗多等癥狀而增加手術(shù)難度；當(dāng)室溫低于20℃時(shí)，只穿手術(shù)衣的操作者會(huì)感到冷，易影響操作的靈敏性和準(zhǔn)確性，尤其是手指的細(xì)微動(dòng)作。裸露的病人由于機(jī)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(dòng)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(shí)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(shí)就有經(jīng)空氣而感染的危險(xiǎn)。從結(jié)果可見，手術(shù)時(shí)鋪單至鋪單后2小時(shí)空氣污染zui嚴(yán)重，此時(shí)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(qiáng)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(rèn)各個(gè)醫(yī)院手術(shù)室的達(dá)標(biāo)情況，記錄器是一種很好的手端，減少了人員浪費(fèi)，保證了執(zhí)法的公正性。
3.7管路維護(hù)
　　管路里的濕氣會(huì)促進(jìn)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(dòng)，還會(huì)滋生大量細(xì)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(yuǎn)程視頻設(shè)備及檢查管路。