Kondensasi hygrometer. Sebuah hygrometer untuk mengukur kelembaban

Sebuah umum alat untuk mengukur kelembaban (dan gas lainnya) kondensasi hygrometer. Prinsip operasi adalah untuk mengukur suhu disebut titik embun, di mana kondensasi uap air dimulai udara.

Apa kelembaban

Hygrometer mengukur kadar air dari udara, yang merupakan nilai absolut atau relatif dapat diwakili. Yang pertama ini menyediakan banyak uap air dalam 1 cu. m udara pada suhu tertentu. Tetapi menunjukkan kedua bagaimana uap air di dekat pesawat ke keadaan saturasi, yaitu keseimbangan dinamis dengan fase cair - .. Dimana ada penguapan atau kondensasi. Ini adalah rasio kelembaban mutlak diukur untuk kelembaban absolut sendiri di saturasi. Ketika uap air di udara jenuh (sekali lagi, pada suhu tertentu), kelembaban relatif udara adalah 100%. Pada udara yang sama tak jenuh dengan uap air Sejalan kurang.

Bagaimana hygrometer kondensasi

Prinsip operasi dari perangkat apapun untuk menentukan kelembaban udara, biasanya melibatkan mengukur beberapa kuantitas lain seperti suhu, tekanan, berat badan atau perubahan mekanik dan listrik dalam substansi, kelembaban penyerap. Dengan kalibrasi yang tepat dan perhitungan nilai yang terukur dapat menyebabkan penentuan kelembaban absolut atau relatif. peran yang sangat penting dalam proses ini adalah suhu di mana kejenuhan terjadi uap disebut titik embun. Biasanya perangkat elektronik modern untuk menentukan kelembaban atmosfer diukur pada suhu ini atau perubahan kapasitansi listrik atau perlawanan dari berbagai kelembaban menyerap agen kemudian diterjemahkan (otomatis) dalam indikator kelembaban.

Kondensasi hygrometer: perangkat

operasinya berdasarkan pada pengukuran kandungan uap air di udara dengan titik embun. Metode ini meliputi pendinginan permukaan, biasanya cermin logam, untuk suhu di mana air di permukaan cermin berada dalam kesetimbangan dengan tekanan uap air dalam gas di atas permukaan sampel. Pada suhu ini, massa air di permukaan cermin baik meningkat (di permukaan terlalu dingin) atau menurun (jika permukaan terlalu hangat), t. Uap E di atas cermin berada dalam kesetimbangan dinamis dengan air kondensat pada cermin (jenuh uap).

cermin seperti terbuat dari bahan dengan konduktivitas termal yang baik (seperti perak atau tembaga) dan ditutupi oleh lapisan logam inert, seperti iridium, rubidium, nikel atau emas untuk mencegah menodai dan oksidasi. cermin didinginkan oleh pendingin thermoelectric (efek Peltier) sebelum pembentukan kondensat. Seberkas cahaya, biasanya dari dioda cahaya broadband memancarkan padat diarahkan ke permukaan cermin, dan photodetektor memonitor fluks cahaya yang dipantulkan yang maksimal tanpa adanya kondensasi pada cermin.

Sebuah metode operasi cermin hygrometer dingin

Ketika tetes embun terbentuk pada permukaan cermin dari cermin, cahaya yang dipantulkan tersebar. Sehingga fluks yang memasuki Sensor cahaya berkurang, yang mengakibatkan perubahan sinyal keluaran terakhir. Hal ini, pada gilirannya, dikendalikan oleh sistem kontrol analog atau digital dari pendingin termoelektrik, yang mempertahankan stabil cermin embun suhu titik. Dengan cermin sistem yang dirancang dengan baik dipertahankan pada suhu di mana tingkat kondensasi adalah persis sama dengan laju penguapan lapisan embun. Tepat miniatur platinum resistance thermometer (PRT), yang dipasang di cermin, mengukur suhu pada titik ini, yang diubah secara otomatis dalam membaca kelembaban.

Sebuah hygrometer untuk mengukur kelembaban struktur dipertimbangkan juga termasuk pompa vakum untuk memompa sebagian dari gas yang akan dianalisis, dan unsur-unsur penyaringan tambahan dalam kondisi kotor.

Manfaat dianggap hygrometers

Perangkat ini, didasarkan pada prinsip sederhana kerja dengan rentang pengukuran yang luas, akurasi tinggi dan pembacaan stabil, banyak digunakan dalam industri dan penelitian. Khas kondensasi hygrometer, tidak seperti banyak sensor kelembaban lainnya dapat dibuat sangat stabil, hampir tidak rentan untuk memakai, yang meminimalkan kebutuhan untuk kalibrasi ulang. Titik hygrometer kelembaban embun dapat mengukur dalam rentang suhu dari 100 ° C untuk minimum pada -70 ° C Dalam hal ini, akurasi pengukuran beberapa persepuluh gelar.

Banyak desain dianggap hygrometers adalah mikroprosesor yang dikendalikan dan dikombinasikan dengan sensor suhu resistif dapat dihitung dan output ke layar eksternal parameter yang diinginkan kelembaban di samping atau sebagai pengganti titik embun. Selain itu, perangkat ini memungkinkan Anda untuk mentransfer hasil menggunakan teknologi nirkabel. Tentu, perangkat ini banyak digunakan dalam berbagai aplikasi industri pengumpulan data otomatis dan manajemen teknologi proses yang sesuai.

Biaya hygrometer yang sama? harga, tentu saja, ditentukan terutama oleh satu set fungsi diimplementasikan, tergantung pada ketersediaan dan kompleksitas sistem kontrol perangkat elektronik. Dengan demikian, kondensasi hygrometer stasioner, tampak seperti osiloskop digital, bernilai setidaknya $ 4.000. Terutama "maju" model dapat biaya lebih dari 10 000 dolar. Di pasar Anda dapat menemukan dan hygrometer portabel cukup fungsional. Harganya berkisar 1-2 ribu. dolar.

Kekurangan dari hygrometers kondensasi

Sementara sistem hygrometers diperhatikan adalah dianggap paling efektif dalam proses pengukuran, merugikan adalah kontaminasi tak terelakkan dari komponen jalur pengukuran selama operasi.

Hygrometers dilengkapi didinginkan cermin cenderung meningkat kesalahan pengukuran karena adanya kotoran larut dan tidak larut diendapkan pada cermin. partikel tidak larut mempengaruhi karakteristik optik cermin. debu sedang atau penampilan partikel tidak larut pada cermin memastikan pusat konsentrasi ketersediaan yang dapat membentuk embun atau es, sehingga meningkatkan waktu respon dari perangkat. kotoran larut mempengaruhi besarnya tekanan uap air terkondensasi di cermin, yang bias titik embun. Modern pengukuran hygrometer (setidaknya dalam model yang lebih canggih mereka) termasuk fungsi "self-test", yang memungkinkan perangkat untuk mendeteksi dan menanggapi polusi dengan memperkenalkan amandemen sesuai dengan algoritma kelembaban indikator perhitungan.

Terlepas dari apakah fitur tersebut hampir hygrometers semua dianggap perlu pemeriksaan berkala dan pembersihan.

Layanan dengan hygrometers cermin dingin

Merekomendasikan bahwa pengguna perangkat dalam arti instruksi. Hygrometer, yang sensitif terhadap kontaminasi, harus dibersihkan secara berkala untuk memastikan stabilitas hasil pengukuran, meskipun ini mungkin meningkatkan biaya pemeliharaan. cermin inspeksi instrumen biasanya dilakukan melalui mikroskop terpadu dan pemeliharaan itu - manual setelah pembukaan ruang pengukuran.

Jika membersihkan permukaan cermin dilakukan diperlukan dalam instruksi frekuensi operasi, sehingga Anda dapat menyimpan akurasi pengukuran. Akses mudah ke permukaan cermin untuk pemurnian biasanya diberikan antara engsel dan cermin komponen optik. Di pasar sekarang Anda dapat menemukan yang diinginkan kondensasi konsumen hygrometer. foto di bawah ini menunjukkan contoh pelaksanaannya.

Penggunaan hygrometers di metrologi

Sebuah dirancang dan dioperasikan dengan cermin hygrometer dingin benar memberikan pengukuran kelembaban dengan akurasi beberapa kali lipat lebih besar dari memungkinkan kelembaban meter populer lainnya. akurasi yang melekat mereka dari pengukuran, terutama ketika dilengkapi dengan sensor suhu platinum untuk pengukuran suhu, cermin dan daya rata-rata dari mikroskop untuk memantau keadaan cermin, sehingga ideal untuk metrologi. Kemungkinan transmisi informasi lebih digital nirkabel saluran komunikasi membuka kemungkinan luas penggunaan hygrometers ini dalam sistem global untuk mengumpulkan dan pengolahan informasi cuaca.

Penggunaan laboratorium pabrik dan lingkungan tercemar

perangkat ini untuk menentukan kelembaban atmosfer sangat ideal untuk mengukur nilai absolut dari pabrik laboratorium iklim nya. Mereka sering digunakan sebagai standar untuk kontrol akurasi instrumen lainnya, seperti sensor kelembaban relatif yang digunakan untuk mengendalikan ruang ujian iklim.

Stabilitas karakteristik bahan yang digunakan dalam desain hygrometers ini dan kemungkinan membuat beberapa perangkat pembersih yang sangat cocok untuk layanan jangka panjang dalam lingkungan dengan sebagian besar polutan tanpa kehilangan kalibrasi. karakteristik stabilitas ini membuat mereka cocok untuk digunakan dalam aliran gas di mana tingkat tinggi polutan dalam sampel gas memiliki jenis kurang stabil sensor kelembaban efek ireversibel merugikan. Sebagai contoh, jenis hygrometers banyak digunakan untuk mengontrol titik embun selama thermostrengthening permukaan artikel logam di udara dengan spetsprimesyami. Dalam kasus tersebut, menyediakan akses mudah ke cermin untuk membersihkan sangat diinginkan.

produksi kelembaban-sensitif

teknologi proses kemasan khusus yang diperlukan dalam pembuatan obat-obatan, film, pelapis dan produk lainnya sering dikontrol dengan hygrometers cermin dingin. Sekali lagi, pilihan mereka dalam hal ini, mempengaruhi stabilitas akurasi pengukuran dan umur panjang. Selain itu, karena proses ini cenderung kurang sensitif terhadap biaya instrumentasi, biaya tinggi hygrometers data tidak faktor yang menentukan dalam memilih sirkuit pemantauan kelembaban.

gas suhu tinggi dan titik embun

Hygrometers jenis ini sering dipilih untuk pengukuran suhu titik embun di atas suhu lingkungan. Perangkat dengan cermin didinginkan digunakan pada awal 1966 tahun untuk sel bahan bakar hidrogen pemantauan rudal Apollo beroperasi pada suhu 250 ° C dan tekanan 700 psi. Dengan teknologi pendingin termoelektrik titik cermin embun hari ini untuk 100 ° C (atau lebih tinggi, asalkan tekanan di atas atmosfer) dapat dengan mudah diukur. Dalam kasus tersebut, semua permukaan hygrometer mengukur kompartemen, kontak dengan gas sampel harus memiliki suhu di atas titik embun tertinggi diantisipasi, jika kondensasi terjadi pada permukaan ini, dan pengukuran akan salah.

The hygrometers untuk mengukur titik embun gas suhu tinggi, praktek konvensional adalah dengan menggunakan pemanas listrik dengan suhu controller untuk mempertahankan suhu dinding ruang berukuran di atas tertinggi titik embun diantisipasi. komponen optik solid-state seperti dioda memancarkan cahaya dan detektor, dipertahankan pada suhu operasi nominal (biasanya 85 ° C) untuk mencegah kerusakan dan hasil hygrometer gagal. Hal ini dapat dicapai oleh isolasi termal komponen ini dari kompartemen pengukuran dipanaskan.