一、方案介绍

空气湿度与露点是反映大气中水汽状态的两个核心物理量，直接决定空气中的凝结、蒸发、结露、结霜及腐蚀风险。在隧道、高速公路、桥梁、仓储库房、机房、轨道交通、光伏电站、粮库、冷链物流、农业大棚及工业厂房等场景中，当空气湿度接近或超过露点时，会引发凝露、设备锈蚀、霉变、绝缘下降、线路短路、结构冻融破坏等一系列工程隐患。

本方案通过在监测区域布设高精度空气温湿度传感器，并由4G联网采集主机实时上传至云端服务器，对空气相对湿度、空气温度与露点温度进行同步采集、在线计算与趋势分析，实现对结露风险、霜冻风险及高湿环境的全天候智能化监测与预警，为运维人员提供可量化、可追溯、可决策的数据支撑。

二、监测目标

系统以空气水汽状态的实时感知与风险判定为核心目标，具体包括：

对监测区域空气相对湿度（RH%）进行连续在线监测，掌握空气中水汽饱和程度变化趋势。

同步获取空气温度（Ta），为露点温度计算、结露模型分析提供基础数据。

基于湿度与温度实时计算露点温度（Td），精确判定空气何时进入“凝结临界区”。

当环境温度接近或低于露点时，自动识别凝露、结霜或雾化风险，并提前触发预警。

通过长期数据积累，分析高湿环境对结构、设备和材料性能的影响，为防腐、防霉、防冻和运维决策提供依据。

三、需求分析

在道路隧道、桥梁箱梁、涵洞、变电站、通信机房、地下车库、冷链仓库及粮库等封闭或半封闭环境中，由于通风不畅、温差大、地下水蒸发及外界气候影响，空气湿度和露点常处于剧烈波动状态。一旦环境温度低于露点，空气中的水汽会迅速在金属表面、电气绝缘层或混凝土表面凝结，造成锈蚀、霉菌滋生、绝缘失效及冻融破坏。

传统人工巡检无法实现连续监控，也无法提前判断露点变化趋势，往往在设备损坏或结构劣化后才被发现，维修成本高、风险大。因此必须引入基于物联网的湿度与露点在线监测系统，实现全天候无人值守监测、自动分析与预警。

四、监测方法

系统采用工业级数字温湿度传感器，通过RS485总线接入4G联网采集主机，采集主机按照设定的时间间隔（如1～5分钟）主动将数据上传至云服务器。

云平台根据空气温度和相对湿度数据，利用国际通用露点计算模型（如Magnus公式或WMO推荐模型）自动换算露点温度，并形成湿度—温度—露点的三参数关联数据库。

通过趋势分析、阈值判定与多参数关联计算，实现对结露、结霜、极端潮湿工况的智能识别。

五、应用原理

空气湿度反映单位体积空气中水汽含量占饱和状态的比例，而露点温度则代表在当前水汽含量条件下，空气开始发生凝结的临界温度。当空气温度Ta逐渐接近露点温度Td时，空气的水汽承载能力接近饱和，一旦Ta≤Td，就会发生结露或结霜。

系统通过实时测量RH与Ta，并动态计算Td，当Ta−Td的差值小于设定阈值（如2℃或1℃）时，即判定进入高风险凝露区，从而提前发出预警，实现从“事后发现”到“事前预防”的转变。

六、功能特点

系统具备全天候自动采集、4G无线远程传输、云端实时处理与可视化展示能力。

支持湿度、温度与露点多参数同步监测，并自动生成曲线、报表与历史数据库。

具备多级阈值预警功能，可根据不同场景设置湿度上限、露点逼近阈值及结露风险等级。

支持手机小程序、电脑网页多终端访问，支持数据导出与运维留档。

系统具备掉线重传与本地缓存机制，确保在网络不稳定情况下数据完整性。

七、硬件清单

空气温湿度一体化传感器（工业级、防凝露、防腐蚀）
RS485多通道数据采集主机（内置4G通信模块）
工业级SIM卡与云服务器
电源系统（DC12V或AC220V）
防护箱、防水接线端子、安装支架

八、硬件参数（典型）

空气温度量程：-40℃～+80℃，精度±0.3℃
相对湿度量程：0～100%RH，精度±2%RH
露点计算分辨率：0.1℃
通信接口：RS485（Modbus RTU）
数据上传方式：4G主动上报
采样周期：1～300秒可设

九、方案实现

在监测点位（如隧道顶部、桥梁箱梁内部、机房关键设备区、仓库角落）安装温湿度传感器，通过RS485接入4G采集主机。采集主机定时向云平台上传数据，平台自动完成露点计算、数据入库、趋势分析与预警判断。

管理人员可通过手机或电脑实时查看当前湿度、露点、风险等级，并可调取历史数据用于分析。

十、数据分析

平台可对湿度、温度与露点进行日变化、月变化和季节变化分析，识别高湿周期、凝露高发时段及异常波动，为通风、除湿、加热或防潮策略提供数据依据。

十一、预警决策

当湿度超过设定上限，或空气温度与露点温度差值小于预警阈值时，系统自动触发声光、短信、微信或平台告警，提示存在凝露或结霜风险，可联动除湿机、通风系统或加热装置。

十二、方案优点

具备实时性强、精度高、自动化程度高、维护成本低、可远程运维等优势，显著提升环境安全等级和设备可靠性。

十三、应用领域

适用于隧道、桥梁、涵洞、变电站、通信机房、冷库、粮库、博物馆、实验室、工业厂房、地下空间等。

十四、效益分析

通过提前识别凝露与高湿风险，可大幅降低设备锈蚀、线路故障、材料霉变和结构冻融损伤，减少运维成本，提高资产使用寿命和安全水平。

十五、国标规范

《GB/T 20464 大气湿度测量方法》
《GB/T 2423 环境试验 湿热试验》
《JT/T 1037 公路隧道机电环境监测规范》

十六、参考文献

WMO《气象观测方法指南》
ISO 7726 热环境测量标准
ASHRAE Handbook – Fundamentals

十七、案例分享

在某高速公路隧道机电控制室内布设湿度与露点监测系统后，成功识别出凌晨时段的高凝露风险区间，并联动通风与加热系统，使设备故障率下降60%以上，显著提升运行可靠性。