CN106289365A - 相对湿度测量传感器和水活性测量传感器的校准方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种相对湿度测量传感器的校准方法以及一种水活性测量传感器的校准方法。校准方法包括测试步骤和校正步骤，在测试步骤中检测n个不同温度点下的温度和相对湿度(或者水活性)，该n为大于或等于3的正整数，将不同温度点下的温度和相对湿度(或者水活性)作为校准数据。在校正步骤测试当前环境的相对湿度RH(水活性值aw)，并将所测的当前相对湿度RH(水活性值aw)与校准数据进行计算，得出当前环境的实际相对湿度RH^*(当前实际水活性aw*)。

Description

相对湿度测量传感器和水活性测量传感器的校准方法

技术领域

本申请涉及对相对湿度和水活性进行测量的传感器。

背景技术

进行相对湿度或者水活性测量时，传感器会暴露在空气或者液体环境中，这让传感器在生产和使用中容易受到环境中有害物质的污染，从而导致传感器测量误差变大。生产商或者用户对于相对湿度或者水活性的校准需要选择昂贵的仪器和复杂的工艺，例如，方法一采用露点仪或者其他高精度的仪表作为相对湿度测量的标准，通过给测试室加入干燥或者潮湿的气体获得不同的相对湿度，比较待测试传感器和标准仪器之间测量相对湿度的差后对待测试传感器进行修正实现校准；方法二是采用不同的饱和盐溶液获得特定的相对湿度源，将待测试传感器测试湿度源的相对湿度并和湿度源的标准相对湿度值进行比较，对待测试传感器进行修正实现校准。很多用户不具备相应的计量校准条件选择到第三方进行计量校准或者返回供应商进行校准。如何将生产时的校准和用户端的校准变得经济、方便、有效，是一项亟待解决的问题。

发明内容

本申请提供一种相对湿度测量传感器的校准方法以及一种水活性测量传感器的校准方法。

本申请提供的相对湿度测量传感器校准方法,包括测试步骤和校正步骤：

所述测试步骤包括：

检测n个不同温度点下的温度和相对湿度，所述n为大于或等于3的正整数，将不同温度点下的温度和相对湿度作为校准数据；

所述校正步骤包括：

测试当前环境的相对湿度RH，并将所测的相对湿度RH与校准数据进行计算，得出当前环境的实际相对湿度RH^*。

作为所述校准方法的进一步可选地方案，其在测试步骤中，按温度从低到高排列，将第i个温度点下的温度表示为T_i,相对湿度表示为RH_i，相对湿度测量误差表示为ΔRH_i，所述i为1至n-1范围内的任一个正整数，所述i的取值范围包括1和n-1；

第i个温度点下的相对湿度测量误差ΔRH_i为：

${\mathrm{\ΔRH}}_i=\frac{\frac{{\mathrm{RH}}_{i+1}\×e^{\left(16.37379-\frac{3876.5}{T_{i+1}+229.73}\right)}}{R_w+T_{i+1}+273.15}-\frac{{\mathrm{RH}}_i\×e^{\left(16.37379-\frac{3876.5}{T_i+229.73}\right)}}{R_w+T_i+273.15}}{\frac{e^{\left(16.37379-\frac{3876.5}{T_i+229.73}\right)}}{R_w+T_i+273.15}-\frac{e^{\left(16.37379-\frac{3876.5}{T_{i+1}+229.73}\right)}}{R_w+T_{i+1}+273.15}};$

第n个温度点下的相对湿度测量误差ΔRH_n为：

ΔRH_n＝ΔRH_n-1；

其中，R_w为水的气体常数；

在所述校正步骤中：

当传感器测得的当前相对湿度RH的值小于测试步骤中的第i个温度点所测的相对湿度RH_i时，所述i＝1，将检测环境实际相对湿度RH^*设置为：

${\mathrm{RH}}^{*}=RH+{\mathrm{\ΔRH}}_i-\frac{({\mathrm{\ΔRH}}_{i+1}-{\mathrm{\ΔRH}}_i)\×({\mathrm{RH}}_i-RH)}{{\mathrm{RH}}_{i+1}-{\mathrm{RH}}_i};$

当传感器测得的当前相对湿度RH的值小于测试步骤中的第i+1个温度点所测的相对湿度RH_i+1且大于或等于第i个温度点所测的相对湿度RH_i时，所述i为1至n-2范围内的任一个正整数，所述i的取值范围包括1和n-2，此时检测环境实际相对湿度RH^*为：

${\mathrm{RH}}^{*}=RH+{\mathrm{\ΔRH}}_i+\frac{({\mathrm{\ΔRH}}_{i+1}-{\mathrm{\ΔRH}}_i)\×(RH-{\mathrm{RH}}_i)}{{\mathrm{RH}}_{i+1}-{\mathrm{RH}}_i};$

当传感器测得的当前相对湿度RH的值大于第i个温度点所测的相对湿度RH_i且小于第n个温度点所测的相对湿度RH_n时，所述i＝n-1，此时检测环境实际相对湿度RH^*为：

${\mathrm{RH}}^{*}=RH+{\mathrm{\ΔRH}}_i+\frac{({\mathrm{\ΔRH}}_i-{\mathrm{\ΔRH}}_{i-1})\×(RH-{\mathrm{RH}}_i)}{{\mathrm{RH}}_i-{\mathrm{RH}}_{i-1}};$

当传感器测得的当前相对湿度RH的值大于或等于第n个温度点所测的相对湿度RH_n时，此时检测环境实际相对湿度RH^*为：

${\mathrm{RH}}^{*}=RH+{\mathrm{\ΔRH}}_n+\frac{({\mathrm{\ΔRH}}_{n-1}-{\mathrm{\ΔRH}}_{n-2})\×(RH-{\mathrm{RH}}_n)}{{\mathrm{RH}}_{n-1}-{\mathrm{RH}}_{n-2}}.$

作为所述校准方法的进一步可选地方案，所述n个不同温度点中，最高温度与最低温度之差≤30℃。

作为所述校准方法的进一步可选地方案，检测n个不同温度点下的温度和相对湿度是在同一密封空间进行。

作为所述校准方法的进一步可选地方案，还包括验证步骤：

按照修正后的RH^*，重新进行部分或者全部温度点的测试并计算其AH值，当AH的偏差小于±5％时，则校准完成。

作为所述校准方法的进一步可选地方案，还包括验证步骤：

按照修正后的RH^*，重新进行部分或者全部温度点的测试并计算其AH值；

如果随着温度升高，AH值增加并且某个温度点的AH偏差值大于5％时，可以减小该温度点的ΔRH值，直至该温度点的AH满足偏差小于±5％的要求，并将该温度点调整后的ΔRH值替换该温度点原对应的ΔRH值；

如果随着温度升高，AH减少并且某个温度点的AH偏差值小于－5％时，可以通过增加该温度点的ΔRH值，直至该温度点的AH满足偏差小于±5％的要求，并将该温度点调整后的ΔRH值替换该温度点原对应的ΔRH值。

本申请提供的另一种校准方法,包括测试步骤和校正步骤：

所述测试步骤包括：

检测2个以上不同温度点下的温度和相对湿度；

所述校正步骤包括：

根据不同温度点测得的温度和相对湿度计算出每个温度点对应的绝对湿度，如果各温度点的绝对湿度差值超出±5％以外，则通过增加或减少相对湿度误差ΔRH得到新的相对湿度，并按照新的相对湿度计算绝对湿度，直到绝对湿度差值在±5％以内，此时对应的相对湿度为校准后的实际相对湿度。

作为所述校准方法的进一步可选地方案，当各温度点的绝对湿度相差较大时，可以将ΔRH的变化值设置的大一点；当各温度点的绝对湿度相差较小或者经过重新计算后差值变小时，可逐渐减小ΔRH的变化梯度值。

本申请提供的水活性测量传感器的校准方法,包括测试步骤和校正步骤：

所述测试步骤包括：

检测n个不同温度点下的温度和水活性，所述n为大于或等于3的正整数，将不同温度点下的温度和水活性作为校准数据；

所述校正步骤包括：

测试当前水活性值aw，并将所测的当前水活性值aw与校准数据进行计算，得出当前实际水活性aw*。

作为所述校准方法的进一步可选地方案，在测试步骤中，所述n个不同温度点中，最高温度与最低温度之差≤30℃，按温度从低到高排列，将第i个温度点下的饱和含水量表示为w_i，水活性测试误差表示为Δaw_i，所述i为1至n-1范围内任一个正整数，所述i的取值范围包括1和n-1；

第i个温度点下的水活性测试误差表示为Δaw_i为：

${\mathrm{\Δaw}}_i=\frac{w_{i+1}\×{\mathrm{aw}}_{i+1}-w_i\×{\mathrm{aw}}_i}{w_i-w_{i+1}};$

第n个温度点下的水活性测试误差表示为Δaw_n为：

Δaw_n＝Δaw_n-1；

在所述校正步骤中：

当测试水活性值为aw值小于测试步骤中的第i个温度点所测的水活性awi时，所述i＝1，将检测环境实际相对湿度aw^*设置为：

则当前实际水活性aw*为：

${\mathrm{aw}}^{*}=aw+{\mathrm{\Δaw}}_i-\frac{({\mathrm{\Δaw}}_{i+1}-{\mathrm{\Δaw}}_i)\×({\mathrm{aw}}_i-aw)}{{\mathrm{aw}}_{i+1}-{\mathrm{aw}}_i};$

当传感器测得的当前水活性aw的值小于测试步骤中的第i+1个温度点所测的水活性aw_i+1且大于或等于第i个温度点所测的水活性aw_i时，所述i为1至n-2范围内的任一个正整数，所述i的取值范围包括1和n-2，此时检测环境实际水活性aw^*为：

${\mathrm{aw}}^{*}=aw+{\mathrm{\Δaw}}_i+\frac{({\mathrm{\Δaw}}_{i+1}-{\mathrm{\Δaw}}_i)\×(aw-{\mathrm{aw}}_i)}{{\mathrm{aw}}_{i+1}-{\mathrm{aw}}_i};$

当传感器测得的当前水活性aw的值大于第i个温度点所测的水活性aw_i且小于第n个温度点所测的水活性aw_n时，所述i＝n-1，此时检测环境实际水活性aw^*为：

${\mathrm{aw}}^{*}=aw+{\mathrm{\Δaw}}_i+\frac{({\mathrm{\Δaw}}_i-{\mathrm{\Δaw}}_{i-1})\×(aw-{\mathrm{aw}}_i)}{{\mathrm{aw}}_i-{\mathrm{aw}}_{i-1}};$

当传感器测得的当前水活性aw的值大于或等于第n个温度点所测的水活性aw_n时，此时检测环境实际水活性aw^*为：

${\mathrm{aw}}^{*}=aw+{\mathrm{\Δaw}}_n+\frac{({\mathrm{\Δaw}}_{n-1}-{\mathrm{\Δaw}}_{n-2})\×(aw-{\mathrm{aw}}_n)}{{\mathrm{aw}}_{n-1}-{\mathrm{aw}}_{n-2}}.$

本申请的有益效果是：

本申请的校准方法包括测试步骤和校正步骤，在测试步骤中检测n个不同温度点下的温度和相对湿度(或者水活性)，该n为大于或等于3的正整数，将不同温度点下的温度和相对湿度(或者水活性)作为校准数据。在校正步骤测试当前环境的相对湿度RH(水活性值aw)，并将所测的当前相对湿度RH(水活性值aw)与校准数据进行计算，得出当前环境的实际相对湿度RH^*(当前实际水活性aw*)。

附图说明

图1为本申请相对湿度测量传感器的校准方法一种实施例的流程框图；

图2为本申请水活性测量传感器的校准方法一种实施例的流程框图；

图3为本申请未使用矿物质油(新油)和使用后矿物质油(老油)的温度与最大可溶解的水含量的变化关系示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。

然而，本领域的技术人员可能会意识到其中的一个或多个的具体细节描述可以被省略，或者还可以采用其他的方法、组件或材料。在一些例子中，一些实施方式并没有描述或没有详细的描述。

此外，本文中记载的技术特征、技术方案还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。因此，附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

实施例一：

本实施例一提供一种相对湿度测量传感器的校准方法，其可对相对湿度测量传感器进行校准，使其获得更准确的测量结果。

请参考图1，该校准方法包括测试步骤和校正步骤：

该测试步骤包括：

检测n个不同温度点下的温度和相对湿度，该n为大于或等于3的正整数，将不同温度点下的温度和相对湿度作为校准数据，例如存储在存储器中待用；

该校正步骤包括：

测试当前环境的相对湿度RH，并将所测的当前相对湿度RH与校准数据进行计算，计算过程由计算机进行，得出当前环境的实际相对湿度RH^*。

在完全密封的条件下，温度升高时，空气中的绝对湿度不变，相对湿度减小。本实施例一是通过此特性，从而将所测的当前相对湿度RH与校准数据进行计算，得出当前环境的实际相对湿度RH^*，实现相对湿度测量的校准。

绝对湿度(absolute humidity)指单位容积空气中含有的水汽质量，即空气中的水汽密度，以g/m3为单位。绝对湿度AH按照公式⑴进行计算：

公式⑴中的符号分别是：

p₁为蒸汽压，单位是kPa

R_w为水的气体常数＝461.52J/(kg K)

T为温度，单位是开尔文

AH为绝对湿度，单位是g/m³。

相对湿度(relative humidity)指实际的空气水气压强(用p₁表示)和同温度下饱和水气压强(用p表示)的百分比，相对湿度按照公式⑵计算

RH(％)＝p₁/p×100％ 公式⑵

饱和水汽压强(饱和蒸汽压)根据安托尼(Antoine)方程logp＝A-B/(t+C)和工程手册数据采用公式⑶计算

公式⑶适合于温度在0-210℃范围内水的饱和蒸汽压的计算，公式⑶中的符号单位分别是：

p-饱和蒸汽压，单位kPa

T-温度，单位℃。

根据公式⑴、公式⑵和公式⑶推导出公式⑷

公式⑷中的符号分别是：

AH为绝对湿度，单位是g/m3

Rw为水的气体常数＝461.52J/(kg K)

T为温度，单位℃

RH为相对湿度，单位％。

对以上公式的具体应用是：

在测试步骤中，按温度从低到高排列，将第i个温度点下的温度表示为T_i,相对湿度表示为RH_i，相对湿度测量误差表示为ΔRH_i，该i为1至n-1范围内的任一个正整数，且i的取值范围包括1和n-1；

在传感器未失效或者严重破坏的条件下，在一定的温度范围(如n个不同温度点中，最高温度与最低温度之差≤30℃)内，传感器测量相对湿度的测量误差不会突变，这样总是可以获得这样相邻的温度点，测量的相对湿度加上同样的偏差修正后按照公式⑷计算的绝对湿度满足一定的精度要求(例如小于1％)。

在传感器未失效或者严重破坏的条件下，在一定的温度范围内,例如温差在30度内，总是可以通过增加n值，获得近似相等的相对湿度测试误差。

相对湿度测试误差相等，则用真实相对湿度RH+ΔRH计算出的绝对湿度值相等。例如第一温度点和第二温度点的ΔRH相等，表示如下：

$\frac{(RH0+\mathrm{\Δ}RH0)\×e^{\left(16.37379-\frac{3876.5}{T0+229.73}\right)}\×1000000}{R_w+T0+273.15}=\frac{(RH1+\mathrm{\Δ}RH1)\×e^{\left(16.37379-\frac{3876.5}{T1+229.73}\right)}\×1000000}{R_w+T1+273.15}$

由此可得：将第i个温度点下的绝对湿度等于第i+1个温度点下的绝对湿度，从而求得相对湿度测量误差ΔRH_i为：

${\mathrm{\ΔRH}}_i=\frac{\frac{{\mathrm{RH}}_{i+1}\×e^{\left(16.37379-\frac{3876.5}{T_{i+1}+229.73}\right)}}{R_w+T_{i+1}+273.15}-\frac{{\mathrm{RH}}_i\×e^{\left(16.37379-\frac{3876.5}{T_i+229.73}\right)}}{R_w+T_i+273.15}}{\frac{e^{\left(16.37379-\frac{3876.5}{T_i+229.73}\right)}}{R_w+T_i+273.15}-\frac{e^{\left(16.37379-\frac{3876.5}{T_{i+1}+229.73}\right)}}{R_w+T_{i+1}+273.15}};$

第n个温度点下的相对湿度测量误差ΔRH_n为：

ΔRH_n＝ΔRH_n-1；

其中，R_w为水的气体常数。

在校正步骤中：

当传感器测得的当前相对湿度RH的值小于测试步骤中的第i个温度点所测的相对湿度RH_i时，此时i＝1，将检测环境实际相对湿度RH^*设置为：

${\mathrm{RH}}^{*}=RH+{\mathrm{\ΔRH}}_i-\frac{({\mathrm{\ΔRH}}_{i+1}-{\mathrm{\ΔRH}}_i)\×({\mathrm{RH}}_i-RH)}{{\mathrm{RH}}_{i+1}-{\mathrm{RH}}_i};$

当传感器测得的当前相对湿度RH的值小于测试步骤中的第i+1个温度点所测的相对湿度RH_i+1且大于或等于第i个温度点所测的相对湿度RH_i时，所述i为1至n-2范围内的任一个正整数，此时i的取值范围包括1和n-2，此时检测环境实际相对湿度RH^*为：

${\mathrm{RH}}^{*}=RH+{\mathrm{\ΔRH}}_i+\frac{({\mathrm{\ΔRH}}_{i+1}-{\mathrm{\ΔRH}}_i)\×(RH-{\mathrm{RH}}_i)}{{\mathrm{RH}}_{i+1}-{\mathrm{RH}}_i};$

当传感器测得的当前相对湿度RH的值大于第i个温度点所测的相对湿度RH_i且小于第n个温度点所测的相对湿度RH_n时，此时i＝n-1，此时检测环境实际相对湿度RH^*为：

${\mathrm{RH}}^{*}=RH+{\mathrm{\ΔRH}}_i+\frac{({\mathrm{\ΔRH}}_i-{\mathrm{\ΔRH}}_{i-1})\×(RH-{\mathrm{RH}}_i)}{{\mathrm{RH}}_i-{\mathrm{RH}}_{i-1}};$

当传感器测得的当前相对湿度RH的值大于或等于第n个温度点所测的相对湿度RH_n时，此时检测环境实际相对湿度RH^*为：

${\mathrm{RH}}^{*}=RH+{\mathrm{\ΔRH}}_n+\frac{({\mathrm{\ΔRH}}_{n-1}-{\mathrm{\ΔRH}}_{n-2})\×(RH-{\mathrm{RH}}_n)}{{\mathrm{RH}}_{n-1}-{\mathrm{RH}}_{n-2}}.$

通过以上方法可校准传感器的测量结果，从而提高传感器的测量精度。

在本实施例中，检测n个不同温度点下的温度和相对湿度是在同一密封空间进行。该同一密封空间可以是一个小的容器，也可能是一个大的密封环境，例如一个房间。该密封空间是指气体不存在较大的对流交换，对于气体存在轻微对流的情况，可以忽略，仍视为一个密封空间。

在完成校正步骤后，还可以进行验证步骤：

按照修正后的RH^*，重新进行部分或者全部温度点的测试并计算其AH值，当AH的偏差小于±5％时，则校准完成。

或者，按照修正后的RH^*，重新进行部分或者全部温度点的测试并计算其AH值。

如果随着温度升高，AH值增加并且某个温度点的AH偏差值大于5％时，可以减小该温度点的ΔRH值，直至该温度点的AH满足偏差小于±5％的要求，并将该温度点调整后的ΔRH值替换该温度点原对应的ΔRH值；

如果随着温度升高，AH减少并且某个温度点的AH偏差值小于－5％时，可以通过增加该温度点的ΔRH值，直至该温度点的AH满足偏差小于±5％的要求，并将该温度点调整后的ΔRH值替换该温度点原对应的ΔRH值。

实施例二：

本实施例二提供另一种相对湿度测量传感器的校准方法。

对一些测量不同的相对湿度都有与真实相对湿度有同样偏差的传感器，例如使用了一段时间的传感器，可以按照下述方法进行校准。

在完全密封的条件下测量2个以上温度点的相对湿度，按照实施例一种的公式⑷计算不同温度下的绝对湿度。以2个温度点为例，设第1温度点的温度、相对湿度和绝对湿度分别为T1、RH1和AH1，第2温度点的温度、相对湿度和绝对湿度分别为T2、RH2和AH2,T2大于T1。

如果AH1和AH2近似相等，例如在差值在±5％以内视为近似相等，则认为测试的相对湿度接近于真实相对湿度，可以不用进行校准。

当AH2大于(小于)AH1时，则RH1和RH2分别减去(加上)ΔRH得到新的相对湿度RH1*和RH2*，算法如实施例一公式(4)所示。按照新的相对湿度计算不同温度下的绝对湿度分别为AH1*和AH2*，并按一定梯度的百分比改变ΔRH，直到AH1*和AH2*近似相等，这时的RH1*代表真实的相对湿度值，从而达到校准的目的。

其中，ΔRH的变化可以按照以下方式进行：

当AH2和AH1相差较大时，可以将ΔRH的变化梯度值设置的大一点；当AH2和AH1相差较小或者经过重新计算后差值变小时，可逐渐减小ΔRH的变化梯度值。

如果测量的温度点多于2个，则看最低AH值和最高AH值之差是否超过±5％。

实施例三：

本实施例三提供一种水活性测量传感器的校准方法。

根据亨利定律，水蒸气在溶液中的溶解度与液面上该溶质(水蒸气)的平衡压力成正比，定义水活性aw为当前液体中水含量值和当前温度条件下液体重饱和水含量的比值，则液体的水活性aw则与液面上空气中的相对湿度RH相等。这样，测量液体中的水活性aw时就可以用实施例一和二所示校准方法校准水活性aw值。

具体地，很多矿物质油类适合用以下公式(5)计算溶解在油液中的水含量，不同型号的油液中水的溶解度不一样，同种型号的液体由于品质差异或者使用(时间或环境)上的差异导致水的溶解度不一样，则公式(5)中A和B就不一样。

公式(5)中，w为水含量，aw为当前被测油液的水活性值，T为当前被测油液的温度，A为第一溶解度系数，B为第二溶解度系数。在已知水溶解度系数A和B的油液中，可以采用类似于空气相对湿度校准方法一校准传感器的水活性值。

具体地，请参考图2，本实施例三基于实施例提供的校准方法基于实施例一所示方法，其包括测试步骤和校正步骤：

该测试步骤包括：

检测n个不同温度点下的温度和水活性，所述n为大于或等于3的正整数，将不同温度点下的温度和水活性作为校准数据；

所述校正步骤包括：

测试当前水活性值aw，并将所测的当前水活性值aw与校准数据进行计算，得出当前实际水活性aw*。

在测试步骤中，所述n个不同温度点中，最高温度与最低温度之差≤30℃。按温度从低到高排列，将第i个温度点下的饱和含水量表示为w_i，水活性测试误差表示为Δaw_i，所述i为1至n-1范围内任一个正整数，所述i的取值范围包括1和n-1；第i个温度点下的水活性测试误差表示为Δaw_i为：

第n个温度点下的水活性测试误差表示为Δaw_n为：

Δaw_n＝Δaw_n-1；

在所述校正步骤中：

当测试水活性值为aw值小于测试步骤中的第i个温度点所测的水活性aw_i时，所述i＝1，将检测环境实际相对湿度aw^*设置为：

则当前实际水活性aw*为：

${\mathrm{aw}}^{*}=aw+{\mathrm{\Δaw}}_i-\frac{({\mathrm{\Δaw}}_{i+1}-{\mathrm{\Δaw}}_i)\×({\mathrm{aw}}_i-aw)}{{\mathrm{aw}}_{i+1}-{\mathrm{aw}}_i}.$

当传感器测得的当前水活性aw的值小于测试步骤中的第i+1个温度点所测的水活性aw_i+1且大于或等于第i个温度点所测的水活性aw_i时，所述i为1至n-2范围内的任一个正整数，所述i的取值范围包括1和n-2，此时检测环境实际水活性aw^*为：

${\mathrm{aw}}^{*}=aw+{\mathrm{\Δaw}}_i+\frac{({\mathrm{\Δaw}}_{i+1}-{\mathrm{\Δaw}}_i)\×(aw-{\mathrm{aw}}_i)}{{\mathrm{aw}}_{i+1}-{\mathrm{aw}}_i};$

当传感器测得的当前水活性aw的值大于第i个温度点所测的水活性aw_i且小于第n个温度点所测的水活性aw_n时，所述i＝n-1，此时检测环境实际水活性aw^*为：

${\mathrm{aw}}^{*}=aw+{\mathrm{\Δaw}}_i+\frac{({\mathrm{\Δaw}}_i-{\mathrm{\Δaw}}_{i-1})\×(aw-{\mathrm{aw}}_i)}{{\mathrm{aw}}_i-{\mathrm{aw}}_{i-1}};$

当传感器测得的当前水活性aw的值大于或等于第n个温度点所测的水活性aw_n时，此时检测环境实际水活性aw^*为：

${\mathrm{aw}}^{*}=aw+{\mathrm{\Δaw}}_n+\frac{({\mathrm{\Δaw}}_{n-1}-{\mathrm{\Δaw}}_{n-2})\×(aw-{\mathrm{aw}}_n)}{{\mathrm{aw}}_{n-1}-{\mathrm{aw}}_{n-2}}.$

从而获得校准后的实际水活性aw*。

同样，对于不同水活性下测量的水活性和真实水活性有同样偏差的传感器，可以参照实施例二所提供的相对湿度的校准方法进行校准。

实施例四：

本实施例四提供一种矿物质油老化后水溶解度特征系数的获得方法

油液在使用过程中由于自身品质的老化或者其他化学成分的进入，会改变油液的品质，这样水在油中的溶解度会发生变化。对于水含量满足公式式(5)的矿物质油，W0、W1和W2为未使用油(新油)时在T0、T1和T2温度时最大可溶解的水含量，w0、w1和w2为使用后油(老油)在T0、T1和T2温度时最大可溶解的水含量，aw0、aw1和aw2分别对应于密封条件下T0、T1和T2温度下测量的水活性，该aw0、aw1和aw2可以通过实施例三所述方法求出。设:

ΔW0＝w0-W0,

ΔW1＝w1-W1,

ΔW2＝w2-W2,

当T0和T1之差在±30℃内时，请参考图3，新油和老油的两条溶解度曲线在T0到T1区段近似于平行线，这样，则ΔW0＝ΔW1。在完全密封条件下，当前油中水含量W符合等式W＝(W0+ΔW0)×aw0＝(W1+ΔW1)×aw1，ΔW0按照公式(7)计算:

公式(5)中A和B为新油液的饱和溶解度，按照公式(5)计算，设计时各类品种的新油(或者其他液体)通过实验获得A、B值，并存入存储器中，。

在完全密封条件下T0和T2温度下测量的油液中的水含量相等，根据公式(5)可以计算变化后A。

$A=\frac{log\left(aw2\right)-log\left(aw0\right)}{\frac{1}{T0+273.16}-\frac{1}{T2+273.16}}$

温度T0的饱和含水量为w0＝W0+ΔW0，则变化后的B值为

$B=log(W0+\mathrm{\Δ}W0)-\frac{A}{T0+273.16}$

对于液体中含水量不符合公式(5)的油液或者其他非导电型液体的溶解度，可以参照该方法，计算其相应的溶解度特征系数。

本例采用测量三个温度点水活性的方法计算当前液体的A和B值，也可以用采用测量二个温度点水活性的方法计算当前液体的A和B值。

本方法还可以用于对未知液体水溶解特性的测定。测量两个或多个不同温度点的温度和水活性，按照已知的不同种类液体的含水量计算公式计算含水量，找到不同温度下含水量最为接近的计算公式，则这个计算公式就反应了该液体的水溶解特性。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种相对湿度测量传感器的校准方法,其特征在于，包括测试步骤和校正步骤：

所述测试步骤包括：

检测n个不同温度点下的温度和相对湿度，所述n为大于或等于3的正整数，将不同温度点下的温度和相对湿度作为校准数据；

所述校正步骤包括：

测试当前环境的相对湿度RH，并将所测的相对湿度RH与校准数据进行计算，得出当前环境的实际相对湿度RH^*。

2.如权利要求1所述的校准方法，其特征在于，在测试步骤中，按温度从低到高排列，将第i个温度点下的温度表示为T_i,相对湿度表示为RH_i，相对湿度测量误差表示为ΔRH_i，所述i为1至n-1范围内的任一个正整数，所述i的取值范围包括1和n-1；

第i个温度点下的相对湿度测量误差ΔRH_i为：

${\mathrm{\ΔRH}}_i=\frac{\frac{{\mathrm{RH}}_{i+1}\×e^{(16.37379-\frac{3876.5}{T_{i+1}+229.73})}}{R_w+T_{i+1}+273.15}-\frac{{\mathrm{RH}}_i\×e^{(16.37379-\frac{3876.5}{T_i+229.73})}}{R_w+T_i+273.15}}{\frac{e^{(16.37379-\frac{3876.5}{T_i+229.73})}}{R_w+T_i+273.15}-\frac{e^{(16.37379-\frac{3876.5}{T_{i+1}+229.73})}}{R_w+T_{i+1}+273.15}};$

第n个温度点下的相对湿度测量误差ΔRH_n为：

ΔRH_n＝ΔRH_n-1；

其中，R_w为水的气体常数；

在所述校正步骤中：

当传感器测得的当前相对湿度RH的值小于测试步骤中的第i个温度点所测的相对湿度RH_i时，所述i＝1，将检测环境实际相对湿度RH^*设置为：

${\mathrm{RH}}^{*}=RH+{\mathrm{\ΔRH}}_i-\frac{({\mathrm{\ΔRH}}_{i+1}-{\mathrm{\ΔRH}}_i)\×({\mathrm{RH}}_i-RH)}{{\mathrm{RH}}_{i+1}-{\mathrm{RH}}_i};$

当传感器测得的当前相对湿度RH的值小于测试步骤中的第i+1个温度点所测的相对湿度RH_i+1且大于或等于第i个温度点所测的相对湿度RH_i时，所述i为1至n-2范围内的任一个正整数，所述i的取值范围包括1和n-2，此时检测环境实际相对湿度RH^*为：

${\mathrm{RH}}^{*}=RH+{\mathrm{\ΔRH}}_i+\frac{({\mathrm{\ΔRH}}_{i+1}-{\mathrm{\ΔRH}}_i)\×({\mathrm{RH}}_i-RH)}{{\mathrm{RH}}_{i+1}-{\mathrm{RH}}_i};$

当传感器测得的当前相对湿度RH的值大于第i个温度点所测的相对湿度RH_i且小于第n个温度点所测的相对湿度RH_n时，所述i＝n-1，此时检测环境实际相对湿度RH^*为：

${\mathrm{RH}}^{*}=RH+{\mathrm{\ΔRH}}_i+\frac{({\mathrm{\ΔRH}}_i-{\mathrm{\ΔRH}}_{i-1})\×(RH-{\mathrm{RH}}_i)}{{\mathrm{RH}}_i-{\mathrm{RH}}_{i-1}};$

当传感器测得的当前相对湿度RH的值大于或等于第n个温度点所测的相对湿度RH_n时，此时检测环境实际相对湿度RH^*为：

${\mathrm{RH}}^{*}=RH+{\mathrm{\ΔRH}}_n+\frac{({\mathrm{\ΔRH}}_{n-1}-{\mathrm{\ΔRH}}_{n-2})\×(RH-{\mathrm{RH}}_n)}{{\mathrm{RH}}_{n-1}-{\mathrm{RH}}_{n-2}}.$

3.如权利要求1或2所述的校准方法，其特征在于，所述n个不同温度点中，最高温度与最低温度之差≤30℃。

4.如权利要求1或2所述的校准方法，其特征在于，检测n个不同温度点下的温度和相对湿度是在同一密封空间进行。

5.如权利要求1或2所述的校准方法，其特征在于，还包括验证步骤：

按照修正后的RH^*，重新进行部分或者全部温度点的测试并计算其AH值，当AH的偏差小于±5％时，则校准完成。

6.如权利要求1或2所述的校准方法，其特征在于，还包括验证步骤：

按照修正后的RH^*，重新进行部分或者全部温度点的测试并计算其AH值；

如果随着温度升高，AH值增加并且某个温度点的AH偏差值大于5％时，可以减小该温度点的ΔRH值，直至该温度点的AH满足偏差小于±5％的要求，并将该温度点调整后的ΔRH值替换该温度点原对应的ΔRH值；

如果随着温度升高，AH减少并且某个温度点的AH偏差值小于－5％时，可以通过增加该温度点的ΔRH值，直至该温度点的AH满足偏差小于±5％的要求，并将该温度点调整后的ΔRH值替换该温度点原对应的ΔRH值。

7.一种相对湿度测量传感器的校准方法,其特征在于，包括测试步骤和校正步骤：

所述测试步骤包括：

检测2个以上不同温度点下的温度和相对湿度；

所述校正步骤包括：

根据不同温度点测得的温度和相对湿度计算出每个温度点对应的绝对湿度，如果各温度点的绝对湿度差值超出±5％以外，则通过增加或减少相对湿度误差ΔRH得到新的相对湿度，并按照新的相对湿度计算绝对湿度，直到绝对湿度差值在±5％以内，此时对应的相对湿度为校准后的实际相对湿度。

8.如权利要求7所述的校准方法，其特征在于，当各温度点的绝对湿度相差较大时，可以将ΔRH的变化值设置的大一点；当各温度点的绝对湿度相差较小或者经过重新计算后差值变小时，可逐渐减小ΔRH的变化梯度值。

9.一种水活性测量传感器的校准方法,其特征在于，包括测试步骤和校正步骤：

所述测试步骤包括：

检测n个不同温度点下的温度和水活性，所述n为大于或等于3的正整数，将不同温度点下的温度和水活性作为校准数据；

所述校正步骤包括：

测试当前水活性值aw，并将所测的当前水活性值aw与校准数据进行计算，得出当前实际水活性aw*。

10.如权利要求9所述的校准方法，其特征在于，在测试步骤中，所述n个不同温度点中，最高温度与最低温度之差≤30℃，按温度从低到高排列，将第i个温度点下的饱和含水量表示为w_i，水活性测试误差表示为Δaw_i，所述i为1至n-1范围内任一个正整数，所述i的取值范围包括1和n-1；

第i个温度点下的水活性测试误差表示为Δaw_i为：

${\mathrm{\Δaw}}_i=\frac{w_{i+1}\×{\mathrm{aw}}_{i+1}-w_i\×{\mathrm{aw}}_i}{w_i-w_{i+1}};$

第n个温度点下的水活性测试误差表示为Δaw_n为：

Δaw_n＝Δaw_n-1；

在所述校正步骤中：

当测试水活性值为aw值小于测试步骤中的第i个温度点所测的水活性aw_i时，所述i＝1，将检测环境实际相对湿度aw^*设置为：则当前实际水活性aw*为：

${\mathrm{aw}}^{*}=aw+{\mathrm{\Δaw}}_i-\frac{({\mathrm{\Δaw}}_{i+1}-{\mathrm{\Δaw}}_i)\×({\mathrm{aw}}_i-aw)}{{\mathrm{aw}}_{i+1}-{\mathrm{aw}}_i};$

当传感器测得的当前水活性aw的值小于测试步骤中的第i+1个温度点所测的水活性aw_i+1且大于或等于第i个温度点所测的水活性aw_i时，所述i为1至n-2范围内的任一个正整数，所述i的取值范围包括1和n-2，此时检测环境实际水活性aw^*为：

${\mathrm{aw}}^{*}=aw+{\mathrm{\Δaw}}_i+\frac{({\mathrm{\Δaw}}_{i+1}-{\mathrm{\Δaw}}_i)\×(aw-{\mathrm{aw}}_i)}{{\mathrm{aw}}_{i+1}-{\mathrm{aw}}_i};$

当传感器测得的当前水活性aw的值大于第i个温度点所测的水活性aw_i且小于第n个温度点所测的水活性aw_n时，所述i＝n-1，此时检测环境实际水活性aw^*为：

${\mathrm{aw}}^{*}=aw+{\mathrm{\Δaw}}_i+\frac{({\mathrm{\Δaw}}_i-{\mathrm{\Δaw}}_{i-1})\×(aw-{\mathrm{aw}}_i)}{{\mathrm{aw}}_i-{\mathrm{aw}}_{i-1}};$

当传感器测得的当前水活性aw的值大于或等于第n个温度点所测的水活性aw_n时，此时检测环境实际水活性aw^*为：

${\mathrm{aw}}^{*}=aw+{\mathrm{\Δaw}}_n+\frac{({\mathrm{\Δaw}}_{n-1}-{\mathrm{\Δaw}}_{n-2})\×(aw-{\mathrm{aw}}_n)}{{\mathrm{aw}}_{n-1}-{\mathrm{aw}}_{n-2}}.$