JIS Z 8806:2001 湿度―測定方法

Z 8806 : 2001

まえがき

  この規格は,工業標準化法に基づいて,日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が改正した日
本工業規格である。これによってJIS Z 8806 : 1995は改正され,この規格に置き換えられる。

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――――― [JIS Z 8806 pdf 1] ―――――

                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                             Z 8806 : 2001

湿度−測定方法

Humidity−Measurement methods

序文 この規格は,湿度測定に当たり必す(須)とする事項を関連のある国際規格と内外の国家規格及び
国内の要請を参照しながら取りまとめたものである。測定技術及びその成果の活用は,日進月歩の渦中に
あり,最近の標準技術の体系化並びに技術の高度化の寄与はかつ(刮)目されているので,その上にたつ
広範な活用を図るため,関連規格との整合を図るとともに,既存の内容を整理し,改正を行った。
1. 適用範囲 この規格は,空気の湿度を測定する場合の主な方法について規定する。
2. 引用規格 次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成す
る。これらの引用規格は,その最新版(追補を含む。)を適用する。
    JIS B 7920 湿度計−試験方法
    JIS K 0211 分析化学用語(基礎部門)
    JIS Z 8103 計測用語
    JIS Z 8704 温度測定方法−電気的方法
    JIS Z 8705 ガラス製温度計による温度測定方法
    Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM) : First edition 1995, issued by BIPM, IEC, IFCC,
    ISO, IUPAC, IUPAP and OIML
3. 定義 この規格で用いる主な用語の定義は,JIS Z 8103及びJIS B 7920によるほか,次による。ただ
し,湿度の表示及び単位に関する用語は,4.による。
a) 空気 地球を覆う大気の下層を構成する気体。水蒸気と酸素,窒素などとの混合気体である。
b) 乾燥空気 空気から水蒸気を除いた残りの気体で構成され,単一成分の理想気体とみなされる気体。
c) 湿潤空気 水蒸気と乾燥空気との混合気体。
d) 飽和水蒸気圧 水又は氷と,水蒸気とが共存して平衡状態にあるときの水蒸気の圧力。
e) 感湿部 湿度を検出する機能をもつセンサ又はその構成部位。
f)  感湿素子 センサの一部位で,湿度を検出するそれ自身の機能が,全体の機能に本質的な意味をもつ
    検出端。
4. 湿度の表示・単位及び関係式 湿度を表す量のうち,代表的なものを,記号及び単位とともに示す。
    備考 この規格で用いる記号は,a)   i)で定義するもののほか,次による。
              V  : 湿潤空気の体積
            T,t  : 湿潤空気の温度

――――― [JIS Z 8806 pdf 2] ―――――

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Z 8806 : 2001
                T : 湿潤空気の温度(絶対温度)
                t : 湿潤空気の温度(セルシウス温度)
                t/℃=T/K−273.15
              p  : 湿潤空気の圧力
             mv  : 湿潤空気中の水蒸気の質量
             ma  : 湿潤空気中の乾燥空気の質量
              nv  : 湿潤空気中の水蒸気の物質量          mv
                                                   n=
                                                    v
                                                       Mv
              na  : 湿潤空気中の乾燥空気の物質量        ma
                                                   n=
                                                    a
                                                       Ma
              es  : 飽和湿潤空気の水蒸気圧
              ew  : 水の飽和蒸気圧(1)
              ei  : 氷の飽和蒸気圧(1)
              xv  : 湿潤空気の水のモル分率
             xvs  : 飽和湿潤空気の水のモル分率
              rs  : 飽和湿潤空気の混合比
              R  : 気体定数  R= (8.314 472±0.000 015)   ・K−1・mol−1
             MV  : 水のモル質量   MV= (18.015 28±0.000 33) ×10−3kg/mol
             Ma  : 空気の平均モル質量 Ma=28.964 5×10−3kg/mol
                 攀      モル質量の比= Mv=0.621 98
                                          Ma
            u (x)  : 量xの標準不確かさ
           ur (x)  : 量xの相対標準不確かさur (x) =u (x) /x
    注(1) 飽和水蒸気圧は,付表1.11.3に示される。−100℃から100℃の飽和水蒸気圧は,次のSON-NTAG
          の式によって与えられる。便宜上,式中の温度の単位は省略してある。
        1) 水の飽和蒸気圧ew (T)
                        ln (ew/Pa) =−6 096.938 5T−1+21.240 964 2−2.711 193×10−2T
                            +1.673 952×10−5T2+2.433 502ln (T)  (1)
              −100℃≦t≦−50℃       ur (ew) <0.5%
               −50℃≦t≦ 0℃         ur (ew) <0.3%
                0℃≦t≦100℃          ur (ew) <0.005%
            係数21.240 964 2の代わりに16.635 794を用いれば,hPaを単位とした飽和蒸気圧値を与える。
        2) 氷の飽和蒸気圧ei (T)
                        ln (ei/Pa) =−6 024.528 2T−1+29.327 07+1.061 386 8×10−2T
                           −1.319 882 5×10−5T2−0.493 825 77ln (T)  (2)
              −100℃≦t≦+0.01℃    ur (ei) <0.5%
            係数29.327 07の代わりに24.721 9を用いれば,hPaを単位とした飽和蒸気圧値を与える。
a) 混合比r (kg/kg) 湿潤空気中の水蒸気の質量と乾燥空気の質量との比。単位として,g/kg又はmg/kg
    も用いる。
                            mv       e
                         r=   = ・      (3)
                            ma     p−e

――――― [JIS Z 8806 pdf 3] ―――――

                                                                                              3
                                                                                   Z 8806 : 2001
b) モル分率xv (mol/mol) 湿潤空気中の水蒸気の物質量と全体の物質量との比。
                                        mv
                               nv       Mv
                         xv=      =           (4)
                             nv+na  mv    ma
                                        +
                                     Mv   Ma
    備考 百万分率 (ppm) ,十億分率 (ppb) で表されることがある。
c) 比湿q (kg/kg) 湿潤空気中の水蒸気の質量と全体の質量との比(質量分率)。単位としてg/kgも用い
    る。
                              mv
                         q=         (5)
                            mv+ma
d) 水蒸気圧e (Pa)  湿潤空気中の水蒸気の分圧。
                                mv RT
                        e=pxv=         (6)
                                V  Mv
e) 絶対湿度dv (kg/m3)  湿潤空気の単位体積中にある水蒸気の質量。単位として,g/m3も用いる。
                            mv
                         dv=   (7)
                            V
f)  相対湿度Uw (%)   湿潤空気の水のモル分率xvと,その温度及び圧力で飽和している湿潤空気の水の
    モル分率xvsとの比の100倍。実用上は,湿潤空気の水蒸気圧eと,その温度における飽和水蒸気圧
    ewとの比の100倍。単位の%については,相対湿度であることを明確にするために,%rhと書いても
    よい。
                             xv       e        e
                        Uw=     100=    100≒   100   (8)
                             xvs      es      ew
    備考 温度が0℃以下の場合,式(8)の分母は,過冷却水の飽和蒸気圧を用いる。氷の飽和蒸気圧を用
          いる場合は,その旨記述する。
g) 比較湿度          %) 湿潤空気の混合比rと,その温度及び圧力で飽和している湿潤空気の混合比rsとの
    比の100倍。
                            r
                          =   100   (9)
                            rs
h) 露点td (℃) 湿潤空気中の水蒸気圧に,水の飽和蒸気圧が等しくなる温度。
                        ew (td) =e (10)
i)  霜点tf (℃) 湿潤空気中の水蒸気圧に,氷の飽和蒸気圧が等しくなる温度。
                        ei (tf) =e  (11)
    備考 広義には,露点及び霜点を総称して露点ということがある。
5. 湿度測定方法の種類 湿度測定方法を次の四つに区分し,それぞれの区分に該当する湿度計を示す。
a) 水蒸気吸収法 測定空気の含有水蒸気を,吸収剤を充てん(填)した管を通じて吸収・反応させ,そ
    の際の質量の増加を直接はかる,又は,反応量を電解電気量によってはかる,又は,カールフィッシ
    ャー試薬の滴定量によって求める。この方法は,次のように応用される。
  1) ひょう量式湿度計
  2) 電解式湿度計(五酸化りん)

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Z 8806 : 2001
  3) カールフィッシャー湿度測定装置
b) 熱力学的平衡温度測定による方法 水の蒸発・凝結は,空気の温度・湿度に依存する。水で湿らせた
    布で包まれた温度計の感温部は,空気にさらすと熱力学的平衡温度を示し,また,物体表面温度を露
    点にすると結露し始める。塩の水溶液の場合には,逆に,飽和水溶液の示す水蒸気圧に対応する温度
    にすると平衡状態に達する。この方法は,次のように応用される。
  1) 露点法
1.1)  定圧冷却式
      − 鏡面冷却露点計
      −       式露点計
      − 水晶振動子露点計
1.2)  定圧加熱式
      − 塩化リチウム露点計
1.3)  定積冷却式
      − 定積冷却露点計
1.4)  定積脱湿式
      − ニューマティック・ブリッジ湿度計
1.5)  定積加湿式
      − 加水露点計
  2) 水蒸気圧法
      − 通風乾湿計
      − 乾湿計
c) 空気の物性測定による方法 測定空気に含まれる水分子による,紫外線域から赤外線域,マイクロ波
    領域にいたる電磁波の吸収量,若しくはこれに起因する蛍光量,又は空気自体のもつ熱伝導率,屈折
    率,超音波の伝搬速度への影響量などを検出・測定する。この方法は,次のように応用される。
  1) 熱伝導率法
      − 熱伝導率式湿度計
  2) 電磁波吸収法
      − 紫外線(ライマン  愀一       光)湿度計
      − 赤外線(吸収)湿度計
      − マイクロ波湿度計(誘電体共鳴器の損失)
  3) 音波速度法
      − 超音波湿度計
  4) 酸素濃度法
      − 濃淡電池(ジルコニア)式湿度計
d) 吸湿性物質の物性測定による方法 一般に,毛髪などの膨潤性材質のもの,微細孔をもつ高分子膜,
    セラミックスのような多孔質焼結体などは,測定空気に含まれる水蒸気を吸収,吸着又は脱出するこ
    とによって,力学的性質・電気的性質・光学的性質が変化する。この変化量を検出・測定する。この
    方法は,次のように応用される。
  1) インピーダンス法(電子式湿度計)
      − 塩化リチウム電気抵抗式湿度計

――――― [JIS Z 8806 pdf 5] ―――――

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