انواع رطوبت سنج و کاربرد های آن

انواع رطوبت سنج و کاربرد های آن

در این مقاله ضمن معرفی اجمالی رطوبت سنج ها، در مورد انواع رطوبت سنج نیز صحبت خواهیم کرد. انواع مختلف رطوبت سنج ها میزان بخار رطوبت موجود در هوا، خاک یا فضاهای محدود را اندازه گیری می کنند. ابزارهای اندازه‌گیری رطوبت معمولاً بر اندازه‌گیری کمیت دیگری مانند دما، فشار، جرم یا تغییرات مکانیکی یا الکتریکی در یک ماده در هنگام جذب رطوبت متکی هستند. این مقادیر اندازه گیری شده را می توان برای تعیین رطوبت از طریق کالیبراسیون و محاسبه استفاده کرد. دستگاه‌های الکترونیکی مدرن تفاوت‌های رطوبت را با اندازه‌گیری دمای تراکم یا تغییرات در خازن یا مقاومت الکتریکی اندازه‌گیری می‌کنند.

رطوبت سنج چیست؟

قبل از معرفی خود دستگاه رطوبت سنج، ابتدا باید با مفهوم رطوبت در هوا و گاز آشنا شویم. به طور کلی میزان بخار آبی که در یک حجم مشخصی از هوا و گاز در یک دمای مشخص شناور است، با رطوبت یا نم شناخته می‌شود. حال برای اندازه گیری این بخار نمناک می‌توان یا کل آن میزان رطوبت را در کل آن مقدار هوا اندازه گرفت (که برای محدوده‌های بزرگ و وسیع مثل رطوبت شهرها منطقی نخواهد بود.) یا به اندازه گیری میزان نسبی و قسمتی از آن پرداخت. برای این کار نمونه‌های مختلفی از دستگاه رطوبت سنج در صنعت وجود دارد و کاربرد هرکدام با دیگری تفاوت خواهد داشت.

رطوبت سنج ها را می توان به انواع زیر طبقه بندی کرد:

رطوبت سنج های کشش مو
کارت های رطوبت
رطوبت سنج های سیم پیچ فلزی کاغذی
رطوبت سنج های مکانیکی
روان سنج ها
رطوبت سنج های وزنی
رطوبت سنج های دستی
رطوبت سنج های الکتریکی
هیگروترموگرافی
تحقیق در مورد رطوبت سنج ها
رطوبت سنج آینه ای سرد

مبانی رطوبت سنج

ما با مرور برخی از اطلاعات اولیه رطوبت سنج شروع می کنیم و سپس انواع رطوبت سنج ها را توضیح می دهیم.

رطوبت سنج برای چه مواردی استفاده می شود؟

رطوبت سنج ها دستگاه های ارزشمندی هستند که تغییرات فشار و دما را محاسبه و کالیبره می کنند. وقتی این عوامل با هم جمع شوند، درصد حاصله رطوبت هوا خواهد بود. رطوبت سنج وسیله ای مفید برای ادارات، منازل و فرآیندهای تولیدی و صنعتی است. این مناطق نیاز به اطمینان از عدم تغییر رطوبت دارند زیرا ممکن است بر تولید مواد تأثیر بگذارد.

برخی از کارشناسان معتقدند که هر محصول قابل تصوری مستقیماً تحت تأثیر رطوبت قرار می گیرد یا در سطوح رطوبت نسبی خاصی عملکرد متفاوتی دارد، به همین دلیل است که رطوبت سنج ها ابزارهای ارزشمندی برای اندازه گیری رطوبت هوای محیط هستند. میزان رطوبت محیط و فرآیندهای صنعتی بر عملکرد مواد تأثیر می گذارد. با این حال، رطوبت سنج به ناچار با عوامل موثر بر شرایط فضا سر و کار دارد. آلودگی، تخریب، و مسائل کالیبراسیون به وجود می آیند، بنابراین اندازه گیری موثر نیاز به رطوبت سنج های مختلف و فرآیندهای کالیبراسیون برای به دست آوردن نتایج خاص دارد.

رطوبت سنج ها در محیط های بی شماری مانند خانه ها، ادارات، کارخانه ها، بیمارستان ها، آزمایشگاه های تحقیقاتی، فرآیندهای خشک کردن، تاسیسات تولید مواد غذایی، انکوباتورها، گلخانه ها و موزه ها و همچنین صنایع نساجی و کاغذ استفاده می شوند.

برخی از چالش های اصلی که رطوبت سنج ها به حل آنها کمک می کنند عبارتند از:

تغییرات کوچک در سطوح رطوبت می تواند اثرات قابل توجهی بر فرآیندهای صنعتی داشته باشد.
برای بدست آوردن قرائت دقیق، حسگرها باید متغیرهایی مانند فشار، دما و محیط یا موادی که اندازه‌گیری می‌شوند را کنترل کرده یا حاوی آن‌ها باشند.
نظارت بر سطوح رطوبت و گاهاً تنظیم رطوبت در هر فرآیند تولید مهم است.
هنگامی که نان و کیک به دلیل رطوبت خراب می شوند، اثرات رطوبت را می توان به ساده ترین شکل خود مشاهده کرد.
رطوبت اضافی در یک اتاق را می توان با یک رطوبت سنج ساده اندازه گیری کرد تا ببیند باکتری ها یا کپک ها در حال رشد هستند یا آلرژی ها تشدید می شوند.

اصل کار یک رطوبت سنج

باید دانست که چگونه یک رطوبت سنج را بخواند، صرف نظر از اینکه کسی از آن برای مشاهده آب و هوا یا اندازه گیری شرایط داخل ساختمان استفاده می کند. این ابزارها باید حداقل سالی یک بار کالیبره شوند تا بهترین نتیجه را به دست آورند.

امروزه انواع مختلفی از رطوبت سنج ها موجود است و نحوه کار هر کدام به طراحی آن بستگی دارد. یک نمونه رطوبت سنج خازنی است. این دستگاه ها از حسگرهای مختلفی بهره می برند. رطوبت سنج های خازنی برای کاربردهایی ساخته می شوند که قیمت، شکنندگی یا فضای دستگاه نگران کننده است، بنابراین دقت دستگاه را فدای مقرون به صرفه بودن آن می کنند.

رطوبت سنج های خازنی میزان رطوبت یک ماده اکسید فلزی را اندازه گیری می کنند. آنها اغلب برای اندازه گیری اثر رطوبت بر روی ثابت دی الکتریک پلیمر (یا گذردهی نسبی) مانند پلاستیک های مصنوعی استفاده می شوند. هنگام کالیبره شدن، سنسورها دارای رتبه دقت 2±% رطوبت نسبی در محدوده 5 تا 95% رطوبت نسبی هستند.

بدون کالیبراسیون، دقت تا سه برابر بدتر است. با این حال، سنسورها می توانند در برابر دماهای بالا و اثرات تراکم مقاومت کنند و آنها را برای کاربردهای مختلف مناسب می کند. با این حال، رطوبت سنج های ظرفیتی دارای حسگرهایی هستند که به راحتی آلوده می شوند و علائم پیری را خیلی سریع نشان می دهند.

نوع دیگری از سنسورها مقاومتی هستند که نسبت به سنسورهای خازنی حساسیت کمتری دارند. این سنسورها تغییرات مقاومت الکتریکی مواد را که رطوبت محیط ایجاد می کند اندازه گیری می کند. از آنجایی که حسگرهای مقاومتی نسبت به سنسورهای خازنی حساسیت کمتری دارند، به برد مدار پیچیده تری نیاز دارند. بسته به ماده مقاوم، دقت می تواند تا 3٪ رطوبت نسبی باشد. یک ماده رطوبت سنج نیز مقاومت آن را در برابر تراکم تعیین می کند.

نحوه استفاده از رطوبت سنج: خواندن دستگاه

خواندن رطوبت سنج دشوار نیست، اما بسته به نوع و مدل، روش ها ممکن است متفاوت باشد. به عنوان مثال، یک لامپ مرطوب و خشک به اعداد زیر نیاز دارد:

دمای لامپ خشک؛
دمای لامپ مرطوب؛
فرورفتگی لامپ مرطوب (تفاوت بین دمای اول و دوم).
به نمودار روی صفحه دستگاه نگاه کنید و از فرورفتگی لامپ خیس به پایین تا دمای لامپ خشک شروع به خواندن کنید. نقطه برخورد این دو عدد را در نظر بگیرید، رطوبت نسبی منطقه را دریافت خواهید کرد. پاسخ نهایی را با استفاده از درصدها محاسبه کنید.

لازم نیست رطوبت سنج های دیجیتالی بیش از یک متر (3.3 فوت) بالاتر از سطح زمین قرار گیرند. حداقل سه دقیقه برای تشخیص دقیق هوا توسط سنسور دما لازم است. ابزار تمام محاسبات دیگر را برای کاربر انجام می دهد.

انواع رطوبت سنج

چین باستان نمونه اولیه رطوبت سنج هایی را برای مطالعه آب و هوا در دوران سلسله شانگ توسعه داد. چینی ها از زغال چوب و یک توده خاک استفاده می کردند: وزن خشک زغال چوب و یک تکه خاک با وزن مرطوب آنها پس از قرار گرفتن در معرض هوا مقایسه شد. بر اساس اختلاف وزن، سطح رطوبت محاسبه شد.

برخی از روش‌ها از جرم برای اندازه‌گیری رطوبت استفاده می‌کردند، مانند زمانی که هوا خشک می‌شد، نوار زغال چوب سبک بود، در حالی که وقتی مرطوب بود، نوار زغال سنگ سنگین بود. یک رطوبت سنج با آویزان کردن یک تکه خاک و یک میله زغال چوب در انتهای چوب به طور جداگانه ساخته می شد، سپس یک رشته بالابر را در نقطه مرکزی ثابت می کرد به طوری که چوب در هوای خشک به صورت افقی قرار می گرفت.