رطوبت سنج تراکم رطوبت سنج

وسیله ای که به طور گسترده ای برای اندازه گیری رطوبت هوا (و گازهای دیگر) استفاده می شود، یک یخچال متراکم است. اصل عمل آن شامل اندازه گیری دما است، به نام نقطه شبنم، که در آن مرطوب شدن رطوبت از هوا آغاز می شود.

رطوبت هوا چیست؟

رطوبت سنج مقدار رطوبت هوا را اندازه گیری می کند که می تواند با مقدار مطلق یا نسبی نشان داده شود. اول از این فقط یک توده بخار آب به ازای 1 سی سی می دهد. M هوا در یک دمای معین. اما دوم نشان می دهد که بخار آب در هوا به حالت اشباع، یعنی به تعادل پویا با فاز مایع آن نزدیک است، زمانی که هیچ تبخیری و یا تراکم وجود ندارد. این نسبت نسبت رطوبت مطلق هوا اندازه گیری شده به رطوبت مطلق آن در حالت اشباع است. هنگامی که بخار آب در هوا اشباع شده است (دوباره در یک دمای معین)، رطوبت نسبی چنین هوا 100٪ است. در هوا با بخار آب اشباع نشده، بر این اساس، کمتر است.

هیگرمتر متراکم چگونه کار می کند؟

اصل کار هر وسیله ای برای تعیین رطوبت هوا معمولا برای اندازه گیری مقدار دیگری از قبیل دما، فشار، جرم یا تغییرات مکانیکی و الکتریکی در ماده ای است که رطوبت را جذب می کند. با استفاده از کالیبراسیون مناسب و محاسبه، این مقادیر اندازه گیری می تواند منجر به تعیین رطوبت مطلق یا نسبی شود. نقش بسیار مهمی در این فرایند با درجه حرارت که در آن اشباع بخار اتفاق می افتد، به نام نقطه شبنم انجام می شود. به عنوان مثال، دستگاه های الکترونیکی مدرن برای تعیین رطوبت هوا این دما یا تغییرات ظرفیت الکتریکی یا مقاومت مواد مختلف جذب کننده رطوبت را اندازه گیری می کند که سپس به صورت خودکار (به صورت خودکار) به شاخص های رطوبت تبدیل می شوند.

رطوبت سنج یخچال: دستگاه

کار او بر اساس اندازه گیری مقدار بخار آب در هوا بر اساس روش نقطه شبنم است. این روش شامل خنک کردن سطح، معمولا یک آینه فلزی، به دمای است که در آن آب در سطح آینه در تعادل با فشار بخار آب در نمونه گاز در بالای سطح قرار دارد. در این دما، جرم آب روی سطح آینه نه (بیش از حد سرد) و نه کاهش می یابد (در یک سطح بیش از حد گرم)، یعنی بخار بالای آینه در تعادل دینامیکی با مایع معلق آب بر روی آینه (بخار اشباع شده) است.

چنین آینه ای از یک ماده با هدایت گرما خوب (مانند نقره یا مس) ساخته شده است و با یک لایه از فلز ناهموار مانند ایریدیوم، روبیدیوم، نیکل یا طلا پوشیده شده است تا از خوردگی و اکسیداسیون جلوگیری شود. آینه توسط کولر ترموالکتریک (اثر پلتیر) قبل از شکل دادن میعانات سرد شده است. یک پرتو نور، معمولا از یک دیود نورپردازی باند حالت جامد، به سطح آینه هدایت می شود و عنصر نور منعکس شده را کنترل می کند که جریان آن حداکثر بدون هیچ گونه تراکم بر روی آینه است.

روش استفاده از یک رطوبت سنج با یک آینه سرد

هنگامی که قطرات شبنم روی سطح آینه آینه شکل می گیرند، نور منعکس پراکنده می شود. در این حالت، جریان شار در ورودی فوتوتراپی کاهش می یابد، که منجر به تغییر در سیگنال خروجی دومی می شود. این، به نوبه خود، توسط سیستم کنترل کولر ترموالکتریک آنالوگ یا دیجیتال کنترل می شود که دمای آینه پایدار را در نقطه شبنم حفظ می کند. با یک سیستم به درستی طراحی شده، آینه در دمای نگهداری می شود که در آن میزان تراکم دقیقا برابر با نرخ تبخیر لایه ی نقره است. دماسنج مقاومتی مینیاتوری پلاتینی (PRT)، که در آینه نصب شده است، دما را در این نقطه اندازه گیری می کند، که به صورت خودکار به رطوبت تبدیل می شود.

هیدرومتر برای اندازه گیری رطوبت هوا ساختار مورد نظر شامل یک پمپ خلاء برای پمپ کردن بخش تجزیه شده گاز و عناصر فیلتراسیون اضافی در شرایط کثیف است.

مزایای استفاده از hygrometers مورد توجه

چنین ابزارهایی، بر اساس یک اصل عملی ساده، با طیف گسترده ای از اندازه گیری ها، دقت بالا و پایداری نشانه ها، به طور گسترده ای در صنعت و تحقیقات علمی مورد استفاده قرار می گیرد. هیدرومتر تراکم معمولی، بر خلاف بسیاری از دیگر سنسورهای رطوبت، می تواند بسیار پایدار باشد، عملا با پوشیدن آن تأثیری نداشته باشد، که نیاز به کالیبراسیون مجدد را کم می کند. Hygrometer رطوبت در نقطه شبنم قادر به اندازه گیری آن در محدوده دما از 100 درجه سانتیگراد به حداقل در -70 درجه سانتی گراد است. در عین حال، دقت اندازه گیری دهم درجه است.

بسیاری از هیدرومترهای طراحی مورد نظر با کنترل میکروپروسسوری مجهز شده و در ترکیب با یک سنسور دما مقاومتی قادر به محاسبه و خروجی به شاخص های خارجی هر پارامتر رطوبت مورد نظر علاوه بر نقطه نقطه خنک می باشند. علاوه بر این، این دستگاه ها اجازه انتقال نتایج با استفاده از فن آوری های بی سیم را می دهد. به طور طبیعی، چنین دستگاه هایی به طور گسترده ای در سیستم های صنعتی مختلفی از جمع آوری و مدیریت خودکار داده ها از فرایندهای تولید مربوطه استفاده می شود.

چقدر می تواند یک چنین رطوبت سنجی هزینه کند؟ البته، البته، اساسا با مجموعه ای از توابع متوجه شده، بسته به وجود و پیچیدگی سیستم کنترل الکترونیکی دستگاه تعیین می شود. بنابراین یک رطوبت سنج فشاری ایستا، مشابه ظاهر شدن به یک اسیلوسکوپ دیجیتال، حداقل 4000 دلار هزینه دارد. به خصوص مدل های پیشرفته می توانند بیش از 10،000 دلار هزینه کنند. در بازار شما می توانید یک رطوبت سنج قابل حمل قابل حمل را پیدا کنید. قیمت آن از 1 تا 2 هزار دلار است.

معایب هیدرومتر متراکم

درحالیکه سیستم مورد نظر از هیگرومترها در روند اندازه گیری موثرتر است، آسیب ناگزیر جزئیات مسیر مسیر اندازه گیری در طول عملیات است.

Hygrometers مجهز به آینه های سرد باعث افزایش اندازه گیری های نادرست به علت حضور آلاینده های محلول و نامحلول در آینه است. ذرات نامحلول بر خصوصیات نوری آینه تاثیر می گذارند. گرد و غبار متوسط یا ظهور ذرات نامحلول در آینه، اطمینان از حضور مراکز تمرکزی که در آنها شبنم یا یخ زدگی می تواند تشکیل شود، به این ترتیب زمان پاسخ دستگاه افزایش می یابد. ناخالصی های محلول در اثر فشار بخار از رطوبت چگالی به آینه تاثیر می گذارند، که نقطه ی خنک کننده را جابجا می کند. هیرمترهای اندازه گیری مدرن (حداقل مدل های پیچیده تر آنها) شامل یک تست "خود آزمون" است که به دستگاه اجازه می دهد با شناسایی و واکنش به آلودگی با ارائه اصلاحات مناسب به الگوریتم های محاسبه رطوبت.

صرف نظر از وجود چنین قابلیت هایی، تقریبا تمام هیگرمترهای مورد نیاز به بازرسی و تمیزکاری دوره ای نیاز دارند.

نگهداری از هیگرمترها با یک آینه سرد

آنچه که کاربر از این ویژگی توصیه می کند این است که آموزش او است. هیدرومتر که حساس به خاک است، باید به طور دوره ای برای اطمینان از ثبات نتایج اندازه گیری تمیز شود، گرچه ممکن است هزینه نگهداری آن را افزایش دهد. بازرسی از آینه دستگاه معمولا با استفاده از یک میکروسکوپ جاسازی شده انجام می شود و پس از باز کردن محفظه اندازه گیری تعمیر دستی انجام می شود.

اگر تمیز کردن سطح آینه با فرکانس مورد نیاز در دستورالعمل عملیاتی برای عملیات آن انجام شود، بنابراین ممکن است دقت اندازه گیری را حفظ کنید. دسترسی آسان به سطح آینه برای تمیز کردن آن معمولا توسط یک لولا بین اجزای نوری و آینه ارائه می شود. در بازار، شما هم اکنون می توانید هر رطوبت متراکم که نیاز دارید پیدا کنید. عکس زیر نمونه ای از عملکرد او را نشان می دهد.

کاربرد هیدرومتر در مترولوژی

یک رطوبت سنج مناسب و طراحی شده با یک آینه سرد، اندازه گیری رطوبت را با دقت چندین مرتبه بالاتر از سایر رطوبت سنج های محبوب ایجاد می کند. دقت ذاتی اندازه گیری ها، به ویژه هنگامی که مجهز به یک دماسنج پلاتین برای اندازه گیری دما، یک آینه و میکروسکوپ قدرتمند رسانه ای برای نظارت بر حالت آینه، برای اندازه گیری های مترولوژی مناسب می باشد. امکان انتقال اطلاعات از طریق کانال های ارتباطی دیجیتال بی سیم فرصت های گسترده ای برای استفاده از چنین hygrometers در سیستم های جمع آوری و پردازش اطلاعات هواشناسی جهانی را فراهم می کند.

استفاده از آزمایشگاه های کارخانه و محیط های آلوده

این ابزار برای تعیین رطوبت هوا ایده آل است برای اندازه گیری ارزش مطلق آن در آزمایشگاه های محیط کارخانه. آنها اغلب به عنوان استانداردهای مرجع برای کنترل دقت سایر ابزارها مانند سنسورهای رطوبت نسبی مورد استفاده قرار می گیرند که برای کنترل اتاق ها برای آزمایش آب و هوا استفاده می شود.

پایداری مشخصات مواد مورد استفاده در ساخت این هیگرمترها و همچنین امکان تمیز کردن چندگانه آنها ابزار مناسب برای خدمات بسیار طولانی در محیط را با حضور بیشتر آلاينده ها بدون از دست دادن کالیبراسیون می کند. این پایداری از ویژگی های آنها را برای استفاده در جریان گاز مناسب می کند، جایی که سطح بالایی از آلاینده ها در نمونه های گاز یک اثر مضر برگشت ناپذیری را بر روی سنسورهای مقاوم تر نسبت به رطوبت دارد. برای مثال، این نوع از رطوبت به طور گسترده ای برای کنترل نقطه شبنم در هنگام سخت شدن حرارتی سطوح محصولات فلزی در هوا با افزودنی های خاص استفاده می شود. در چنین مواردی، دسترسی آسان به آینه تمیز بسیار مطلوب است.

تولید حساس به رطوبت

فرایندهای بسته بندی تخصصی که برای تولید داروها، فیلم ها، پوشش ها و سایر محصولات مورد نیاز است، اغلب توسط هیگرمتر با یک آینه سرد کنترل می شود. باز هم، انتخاب خود را در این مورد تحت تاثیر ثبات دقت اندازه گیری و عمر طولانی است. علاوه بر این، از آنجا که این فرایندها به طور کلی نسبت به هزینه های دستگاه کمتر حساس هستند، هزینه های بالا این هیگرومتر ها عامل تعیین کننده در انتخاب طرح نظارت بر رطوبت نیست.

گازهای با درجه حرارت بالا و نقاط گرداب آنها

Hygrometers از این نوع اغلب برای اندازه گیری دمای شبنم بالاتر از دمای محیط انتخاب می شوند. لوازم جانبی با آینه های خنک در سال 1966 برای نظارت بر سلول های سوخت هیدرولیک موشک Apollo که در دمای 250 درجه سانتیگراد و فشار 700 اسب بخار استفاده می شود استفاده شد. با تکنولوژی ترموالکتریک امروز، نقطه ی خنک کننده تا دمای 100 درجه سانتیگراد (و بالاتر، تحت فشار بالاتر از اتمسفر) به راحتی اندازه گیری می شود. در چنین مواردی، تمام سطوح محفظه اندازه گیری رطوبت سنج که در تماس با گاز نمونه قرار دارند، باید دمای بالاتر از بالاتر از نقطه شبنم مورد انتظار را داشته باشند، در غیر این صورت تراکم در این سطوح رخ می دهد و اندازه گیری اشتباه خواهد بود.

در هیدرومترهایی که برای اندازه گیری نقطه گرمای بالا در دمای بالا طراحی شده است، معمولا استفاده از بخاری های الکتریکی با یک ترموستات برای حفظ دمای دیواره های اتاق اندازه گیری در بالاتر از بالاترین نقاط پیش بینی مورد انتظار است. اجزای نوری حالت جامد، مانند دیودها و آشکارسازهای نور، در دمای عملیاتی امتیاز (معمولا 85 درجه سانتیگراد) نگهداری می شوند تا از تخریب آنها و شکست رطوبت جلوگیری شود. این را می توان با جدا کردن گرما از اجزای سازنده از محفظه اندازه گیری گرمایی به دست آورد.