ZHCAFD5A June   2025  – August 2025 HDC3020 , HDC3020-Q1 , HDC3021 , HDC3021-Q1 , HDC3022 , HDC3022-Q1 , HDC3120 , HDC3120-Q1

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
    1. 1.1 动机
    2. 1.2 湿度和进水的物理学原理
  5. 2测试方法
  6. 3假设
  7. 4采用转换率阈值的建议算法
  8. 5测试结果
    1. 5.1 室内环境条件下的测试结果
    2. 5.2 高温和低温条件下的测试结果
    3. 5.3 通风口浸没和空气交换测试
  9. 6总结
  10. 7参考资料
  11. 8修订历史记录

室内环境条件下的测试结果

对于测试 1-3(22°C、45-50%RH)、分析了 1 秒、5 秒和 10 秒等不同时间窗口内的多个数据点,包括相对湿度、绝对湿度、露点、RH 转换率和 AH 转换率。绝对湿度和露点使用以下公式计算得出,其中 AH 代表绝对湿度(以 g/m3为单位),Td 代表露点(以°C 为单位)、RH 代表 HDC3020 相对湿度测量值(以 %RH 为单位)、T 代表 HDC3020 温度测量值(以°C 为单位)。这些方程是根据所设计的气体方程和 Magnus-Tetens 公式推导出来的,其数值采用 Alduchov 和 Eskridge (1996) 所给出的近似值。

方程式 3. AHgm3=6.11×e17.625×T243.04+T×RH×2.1674273.15+T
方程式 4. Td(°C)=243.04×lnRH100+17.625×T243.04+T17.625-lnRH100-17.625×T243.04+T

数据分析表明,仅观察 RH、AH 或 Td 并不能像 RH 转换率那样清晰地指示进水事件。此外,对于半开放系统,设置 RH 或 AH 固定阈值可能会导致误报,因为环境湿度波动也会随着时间的推移而推升 RH。图 5-1图 5-2 显示了测试 2(22°C、45%RH、0.07mL 水)随时间变化的 RH、AH 和 Td

 测试 2(22°C、45%RH、0.07mL 水):相对湿度和绝对湿度与时间的关系图 5-1 测试 2(22°C、45%RH、0.07mL 水):相对湿度和绝对湿度与时间的关系
 测试 2(22°C、45%RH、0.07mL 水):露点与时间的关系图 5-2 测试 2(22°C、45%RH、0.07mL 水):露点与时间的关系

进水事件的最佳指标是 RH 10 秒转换率,尤其是在水量较少的情况下。这是因为 RH 转换率会在系统引入水后迅速显著上升,如图 5-3所示。AH 转换率数据噪声太大,无法有效且可靠地指示进水事件,如图 5-4所示。此外,最好使用 5 秒或 10 秒窗口。较小时间窗口中的转换率计算主要由噪声主导,这导致很难区分真正的进水事件,如图 5-3图 5-4所示。使用 10 秒窗口可以消除噪声影响,并将进水事件与正常的湿度波动区分开来。

 测试 2(22°C、45%RH、0.07mL 水):不同时间窗口内计算的 RH 转换率图 5-3 测试 2(22°C、45%RH、0.07mL 水):不同时间窗口内计算的 RH 转换率
 测试 2(22°C、45%RH、0.07mL 水):不同时间窗口内计算的 AH 转换率图 5-4 测试 2(22°C、45%RH、0.07mL 水):不同时间窗口内计算的 AH 转换率

此外,测试结果证实,水量越大,RH 的变化就越大,从而导致峰值 RH 转换率也越大。图 5-5图 5-6比较了室内环境条件下所有 3 次水容量测试的响应情况,其中进水事件已标准化为在时间为 0 时发生。使用 RH 10秒转换率可以轻松区分全流量 (100mL) 和 3 滴 (0.07mL) 事件。1 滴 (0.023mL) 事件的 RH 转换率也显著上升,但数据噪声更大。因此,使用 RH 转换率阈值很难可靠地区分单滴进水事件和正常的环境湿度波动,如图 5-6所示。这表明,转换率阈值可用于检测 ≤0.07mL 的少量进水,但在检测更小的水量方面可能存在局限。

 测试 3(22°C、50%RH)、全流量 (100mL) 测试图 5-5 测试 3(22°C、50%RH)、全流量 (100mL) 测试
 测试 1-2(22°C、45%RH)、1 滴 (0.023mL) 和 3 滴 (0.07mL) 测试图 5-6 测试 1-2(22°C、45%RH)、1 滴 (0.023mL) 和 3 滴 (0.07mL) 测试

在室内环境温度和 70%RH 湿度水平条件下也发生了全流量进水事件。图 5-7显示了 70%RH 条件下全流量进水事件的响应情况,其中进水事件已标准化为在时间为 0 时发生。在 RH 较高的情况下,进水事件导致的 RH 转换率变化不太明显,但仍然轻松超过了 10m%RH/s 阈值,因此可与典型的环境波动区分开来。

 测试 4(22°C、70%RH)、全流量 (100mL) 测试图 5-7 测试 4(22°C、70%RH)、全流量 (100mL) 测试