Прибор для влажности воздуха: Приборы для измерения влажности воздуха — урок. Физика, 8 класс.

Влажность — это просто вода в газовой фазе, правильное название которой — водяной пар. Поскольку водяной пар является газом, к нему применимо большинство общих газовых законов, включая закон парциальных давлений Дальтона. Закон Дальтона гласит, что полное давление газа равно сумме парциальных давлений каждого из составляющих газов:

Ptotal = P1 + P2 + P3…

Если рассматривать воздух, уравнение означает, что общее атмосферное давление 1,013 бар (14,7 фунта на кв. Дюйм) является суммой парциальных давлений азота, кислорода, водяного пара, аргона, диоксида углерода и различных других газов в следовых количествах.

Давление водяного пара (Pw) — это давление водяного пара, присутствующего в воздухе или газе. Температура определяет максимальное парциальное давление водяного пара. Это максимальное давление известно как давление насыщенного пара (Pws). Чем выше температура, тем выше давление насыщенного пара и тем больше водяного пара может удерживать воздух. Таким образом, теплый воздух имеет большую емкость для водяного пара, чем холодный воздух.

Если давление насыщенного пара достигается в воздухе или в газовой смеси, введение дополнительного водяного пара требует, чтобы равное количество конденсировалось из газа в виде жидкости или твердого вещества. Психрометрическая диаграмма графически показывает взаимосвязь между давлением насыщенного пара и температурой. Кроме того, таблицы давления пара можно использовать для определения давления насыщенного пара при любой температуре, а также существует ряд доступных компьютерных программ расчета.

Закон Дальтона гласит, что изменение общего давления газа должно влиять на парциальные давления всех составляющих газов, включая водяной пар.Если, например, общее давление увеличивается вдвое, парциальные давления всех составляющих газов также удваиваются. В воздушных компрессорах повышение давления «выдавливает» воду из воздуха, когда он сжимается.

Это происходит потому, что парциальное давление водяного пара (Pw) увеличивается, но давление насыщенного пара по-прежнему зависит только от температуры. По мере того, как давление в приемном баке увеличивается, и Pw достигает Pws, вода конденсируется в жидкость, и в конечном итоге ее необходимо слить из бака.

Концептуально рассматривая водяной пар как газ, легко определить относительную влажность. Относительная влажность (RH) может быть определена как отношение парциального давления водяного пара (Pw) к давлению насыщения водяного пара (Pws) при определенной температуре:

% RH = 100% × Pw / Pws

Относительная влажность сильно зависит от температуры, поскольку знаменатель в определении (Pws) является функцией температуры.Например, в комнате с относительной влажностью 50% и температурой 20 ° C повышение температуры в комнате до 25 ° C снизит относительную влажность примерно до 37%, даже если парциальное давление водяного пара остается на уровне тем же.

Давление также изменит относительную влажность. Например, если в процессе поддерживается постоянная температура, относительная влажность увеличится в два раза, если давление процесса увеличится вдвое.

Если газ охлаждается и газообразный водяной пар начинает конденсироваться в жидкой фазе, температура, при которой происходит конденсация, определяется как температура точки росы (Td).При относительной влажности 100% температура окружающей среды равна температуре точки росы. Чем больше отрицательная точка росы от температуры окружающей среды, тем меньше риск образования конденсата и тем суше воздух.

Точка росы напрямую коррелирует с давлением насыщенного пара (Pws). Парциальное давление водяного пара, связанное с любой точкой росы, можно легко вычислить. В отличие от относительной влажности точка росы не зависит от температуры, но зависит от давления. Типичные области применения для измерения точки росы включают различные процессы сушки, осушение сухим воздухом и осушку сжатым воздухом.

Если температура точки росы ниже точки замерзания — что имеет место в системах с сухим газом — иногда используется термин точка замерзания (Tf), чтобы явно указать, что фазой конденсации является лед. Температура замерзания всегда немного выше, чем точка росы ниже 0 ° C, поскольку давление насыщения водяным паром льда отличается от давления воды. Люди также часто называют точку росы отрицательными значениями, даже если они имеют в виду точку замерзания.Попросите разъяснений, если вы не уверены.

Единица измерения частей на миллион (ppm) иногда используется для низких уровней влажности. Это отношение водяного пара к сухому газу или общему (влажному) газу, которое выражается либо в виде объема / объема (ppmvol), либо массы / веса (ppmw). Количественно частей на миллион (ppmvol) можно выразить следующим образом:

ppmvol = [Pw / (P — Pws)] × 106

Параметр ppm обычно используется при определении содержания водяного пара в сжатых и сухих чистых газах.

Соотношение смешивания (x) — это отношение массы водяного пара к массе сухого газа. Он безразмерен, но часто выражается в граммах на килограмм сухого воздуха. Соотношение компонентов смеси в основном используется в процессах сушки и системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для расчета содержания воды, когда известен массовый расход воздуха.

Обычно температура по влажному термометру (Tw) — это температура, показываемая термометром, обернутым во влажную хлопковую оболочку.Температуру по влажному термометру и температуру окружающей среды можно использовать вместе для расчета относительной влажности или точки росы. Например, температура по влажному термометру используется в системах кондиционирования воздуха, где она сравнивается с температурой по сухому термометру для определения охлаждающей способности испарительных охладителей.

Абсолютная влажность (а) означает массу воды в единице объема влажного воздуха при данной температуре и давлении. Обычно его выражают в граммах на кубический метр воздуха.Абсолютная влажность — типичный параметр при управлении технологическим процессом и сушке.

Активность воды (aw) аналогична равновесной относительной влажности и использует шкалу от 0 до 1 вместо 0% до 100%.

Энтальпия — это количество энергии, необходимое для приведения газа в его текущее состояние из сухого газа при 0 ° C. Он используется в расчетах кондиционирования воздуха.

Условия окружающей среды могут оказывать значительное влияние на измерения влажности и точки росы.Примите во внимание следующие факторы окружающей среды, чтобы добиться наилучшего результата измерения.

Всегда выбирайте точку измерения, которая является репрезентативной для измеряемой среды, избегая любых горячих или холодных точек. Передатчик, установленный рядом с дверью, увлажнителем, источником тепла или входом для кондиционера, будет подвержен резким изменениям влажности и может работать нестабильно.

Поскольку относительная влажность сильно зависит от температуры, очень важно, чтобы датчик влажности имел ту же температуру, что и измеряемый воздух или газ.При сравнении показаний влажности двух разных приборов особое значение имеет тепловое равновесие между приборами / датчиками и измеряемым газом.

В отличие от относительной влажности, измерение точки росы не зависит от температуры. Однако при измерении точки росы необходимо учитывать давление.

При установке датчика влажности в технологический процесс избегайте перепадов температуры вдоль корпуса датчика. Когда существует большая разница температур между датчиком и внешней средой, весь датчик должен быть установлен внутри технологического процесса, а точка ввода кабеля должна быть изолирована.

Если существует опасность образования конденсата, датчик следует устанавливать горизонтально, чтобы вода не капала на датчик / кабель и не пропитывала фильтр (см. Рисунок 1).

Убедитесь, что воздух может обтекать датчик. Свободный поток воздуха гарантирует, что датчик находится в равновесии с рабочей температурой.При 20 ° C и относительной влажности 50% разница в 1 ° C между датчиком и зоной измерения вызовет ошибку в 3% относительной влажности. При относительной влажности 100% погрешность составляет 6% (см. Рисунок 2).

Среды с относительной влажностью> 90% определяются здесь как среды с высокой влажностью. При относительной влажности 90% разница в 2 ° C может вызвать конденсацию воды на датчике, которая в непроветриваемом помещении может высохнуть в течение нескольких часов. Датчики влажности Vaisala восстанавливаются после конденсации.Однако, если конденсированная вода загрязнена, точность прибора может быть снижена из-за отложений на датчике, особенно солевых отложений. Может быть сокращен даже срок службы датчика. В приложениях с высокой влажностью, где может происходить конденсация, следует использовать датчик с нагретой головкой датчика, такой как датчик влажности и температуры Vaisala HUMICAP® HMT337.

Среды с относительной влажностью <10% определяются здесь как среды с низкой влажностью.При низкой влажности точность калибровки приборов, измеряющих относительную влажность, может быть недостаточной. Вместо этого измерение точки росы будет хорошим показателем влажности. Например, продукты Vaisala DRYCAP® предназначены для измерения точки росы.

При выходе из строя осушителя в системе сжатого воздуха может появиться конденсат, и прибор необходимо будет восстановить. Многие датчики точки росы в таких ситуациях повреждаются или разрушаются, но датчики точки росы Vaisala DRYCAP® выдерживают высокую влажность и даже водяные всплески.

Непрерывное воздействие экстремальных температур со временем может повлиять на материалы сенсора и зонда. Поэтому очень важно выбрать подходящий продукт для сложных условий эксплуатации. При температурах выше 60 ° C электроника преобразователя должна быть установлена ​​вне технологического процесса, и только подходящий высокотемпературный зонд должен быть вставлен в высокотемпературную среду.Кроме того, требуется встроенная температурная компенсация, чтобы свести к минимуму ошибки, вызванные большими колебаниями температуры или работой при экстремальных температурах.

При измерении влажности в процессах, работающих при давлении, близком к окружающему, небольшая утечка может быть допустимой, и ее можно уменьшить путем герметизации вокруг зонда или кабеля. Однако, когда процесс необходимо изолировать, или когда существует большая разница давлений между процессом и внешней средой, необходимо использовать герметичную головку зонда с соответствующим креплением.Утечки давления в точке входа изменят местную влажность и приведут к ложным показаниям.

Во многих случаях рекомендуется изолировать зонд от процесса с помощью шарового клапана, чтобы можно было снять зонд для обслуживания без остановки процесса (см. Рисунок 3).

По возможности датчик следует устанавливать в реальном процессе, чтобы обеспечить наиболее точные измерения и быстрое время отклика.Однако прямая установка не всегда возможна. В таких ситуациях ячейки для проб, установленные на линии, служат точкой входа для подходящего измерительного зонда.

Обратите внимание, что внешние системы отбора проб не следует использовать для измерения относительной влажности, поскольку изменение температуры повлияет на измерение. Вместо этого можно использовать системы отбора проб с датчиками точки росы. При измерении точки росы системы отбора проб обычно используются для понижения температуры технологического газа, для защиты зонда от загрязнения твердыми частицами или для обеспечения простого подключения и отключения прибора без замедления процесса.

Простейшая установка для отбора проб точки росы состоит из преобразователя точки росы, подключенного к ячейке для отбора проб. Vaisala предлагает несколько моделей, подходящих для наиболее распространенных применений и задач отбора проб. Например, простая в установке ячейка для отбора проб DSC74 разработана для условий расхода и давления в системах со сжатым воздухом.

В сложных условиях процесса системы отбора проб должны проектироваться с особой тщательностью. Поскольку точка росы зависит от давления, могут потребоваться расходомер, манометр, специальные непористые трубки, фильтры и насос.В качестве примера на рисунке 4 показана блок-схема, показывающая портативную систему отбора проб Vaisala DRYCAP® DSS70A для DM70.

В системе, работающей под давлением, пробоотборный насос не требуется, поскольку технологическое давление вызывает достаточно большой поток в ячейку для отбора проб.

При измерении точки росы с помощью системы отбора проб следует использовать электронагреватель, когда температура окружающей среды вокруг охлаждающего змеевика или соединительной трубки находится в пределах 10 ° C от температуры точки росы. Это предотвращает образование конденсата в трубке, соединяющей прибор для определения точки росы с технологическим процессом.

Только продукты с соответствующей сертификацией могут использоваться во взрывоопасных зонах. Например, в Европе продукты должны соответствовать директиве ATEX100a, которая является обязательной с 2003 года. Искробезопасные продукты сконструированы таким образом, что даже в случае отказа они не вырабатывают достаточно энергии для воспламенения определенных классов газа. Электропроводка от искробезопасного продукта в безопасную зону должна быть изолирована с помощью защитного барьера.Например, серия искробезопасных преобразователей влажности Vaisala HMT360 специально разработана для использования во взрывоопасных средах.

Если датчик будет подвергаться чрезмерным ударам или вибрации, выбор датчика, метода монтажа и места установки требует тщательного рассмотрения.

Перепечатано с разрешения Vaisala.См. Оригинальную статью.

Запросить ценовое предложение

Упрощение измерения влажности с помощью однокристальных датчиков относительной влажности

Технология измерения влажности имеет решающее значение для широкого спектра применений, включая HVAC и охлаждение; медицинское оборудование, такое как аппараты CPAP и аппараты ИВЛ; устройства отслеживания и хранения активов для пищевой и фармацевтической промышленности; системы промышленного управления; метеорологические приборы; автомобильный климат-контроль и защита от запотевания; и мобильные вычислительные устройства. Несмотря на количество отраслей и приложений, в которых это требуется, измерение относительной влажности (RH) — одна из наиболее сложных технических проблем при измерении окружающей среды.

обычно основываются на измерениях температуры, давления, массы или механических или электрических изменений в веществе при поглощении влаги, из которых затем можно определить влажность. В механических гигрометрах (, рис. 1, ) традиционно для измерения влажности использовались волосы человека или животных, поскольку длина волос заметно изменяется с увеличением влажности.В настоящее время современные электронные датчики влажности работают путем измерения связанных с влажностью изменений электрической емкости или сопротивления или температуры, при которой появляется конденсат.

относительной влажности, в частности те, которые основаны на измерениях изменений емкости гигроскопичных полимерных диэлектрических материалов, имеют требования к применению и использованию, которые включают:

• Необходимость защиты датчика во время сборки платы, особенно во время оплавления припоя, и необходимость последующей регидратации датчика
• Необходимость защиты датчика от повреждения или загрязнения в течение жизненного цикла продукта
• Потенциальное влияние на точность датчика длительного воздействия экстремальных температур и / или влажности
• Необходимость применения температурной коррекции и линеаризации к показаниям влажности

Некоторые из этих требований проистекают из естественных характеристик полиимидных пленок, используемых в емкостных датчиках относительной влажности. Другие являются результатом упаковки сенсора с открытой полостью, которая подвергает матрицу и сенсорную пленку воздействию окружающей среды. Технологии производства КМОП позволили создать современные емкостные датчики влажности, которые обеспечивают инновационные и экономичные покрытия для чувствительного элемента. Прежде чем более подробно рассмотреть эти однокристальные датчики влажности, давайте рассмотрим некоторые из основных принципов измерения относительной влажности.

Основы влажности
Количество водяного пара, содержащегося в воздухе, может сильно варьироваться, от близкого к нулю до точки насыщения.Недостаточная или чрезмерная влажность или колебания между ними могут повредить чувствительные материалы и предметы. Человеческое тело использует испарительное охлаждение в качестве основного механизма регулирования температуры. На самом деле, люди ощущают скорость передачи тепла от тела, а не саму температуру. Рисунок 2 показывает, как относительная влажность влияет на наш комфорт. Когда влажность настолько высока, что пот не может легко испариться, тело может перегреться, вызывая дискомфорт. Сочетание высокой температуры и низкой относительной влажности обеспечивает более эффективное охлаждение.

Рис. 2. Восприятие человеком уровней RH

Традиционно управление многими средами осуществляется в зависимости от температуры. В последние годы важность измерения влажности возросла, особенно в жилых помещениях, на складских помещениях и на производственных объектах. Контроль температуры и относительной влажности также имеет решающее значение для сохранения многих материалов, включая лекарства, продукты питания, ткани и изделия из дерева.

Недопустимые уровни влажности, особенно в сочетании с экстремальными температурами, в значительной степени способствуют разрушению материалов. Тепло ускоряет износ, а высокая относительная влажность обеспечивает влагу, которая способствует вредным химическим реакциям.В сочетании эти факторы могут стимулировать активность насекомых и рост плесени. Чрезвычайно низкая относительная влажность также может иметь разрушительные эффекты, высушивая чувствительные материалы и делая их хрупкими. Сильные колебания температуры и относительной влажности также вызывают повреждение из-за расширения и сжатия, ускоряя износ.

Точное измерение влажности является жизненно важным элементом контроля влажности для предотвращения повреждений, дискомфорта или выявления событий, которые могли привести к повреждению продукта во время хранения или транспортировки. Для широкого использования измерение относительной влажности должно быть доступно в виде компонентов, обеспечивающих простую и экономичную интеграцию с электронным управлением.

Методы измерения влажности
Влажность можно измерить несколькими способами, но наиболее важным измерением для поддержания качества атмосферы является относительная влажность (RH). Это отношение реального водяного пара, присутствующего в воздухе, к количеству водяного пара, присутствующего в насыщенном воздухе, который не может больше поглощать влагу. Абсолютная влажность определяется как масса водяного пара, растворенного в общем объеме влажного воздуха при данной температуре и давлении.

Уровень насыщения обычно называется точкой росы или точкой замерзания , в зависимости от температуры. Значение относительной влажности может значительно измениться даже при незначительных колебаниях температуры; изменение температуры на 1 ° C при 35 ° C и относительной влажности 75% приведет к изменению относительной влажности на 4%. Более высокая температура увеличивает способность воздуха впитывать влагу, а более низкая температура снижает его способность впитывать влагу.Относительная влажность воздуха уменьшается по мере нагрева воздуха; когда влажный воздух охлаждается, его способность поглощать влагу снижается, что приводит к увеличению относительной влажности. В результате количество водяного пара в воздухе, необходимое для достижения точки росы, увеличивается с температурой. Например, точка росы при 10 ° C соответствует относительной влажности 26% при 32 ° C.

Самым известным прибором для измерения влажности является психрометр, в котором используется метод «влажного термометра / сухого термометра». Устройство состоит из двух термометров, один с обыкновенным сухим термометром (сухой термометр), а другой с влажной тканью, закрывающей термометр (влажный термометр).По мере испарения влажной ткани термометр с влажным термометром будет показывать более низкую температуру, чем сухой термометр, если воздух не насыщен водяным паром. Справочная таблица используется для получения относительной влажности по двум показаниям температуры. К недостаткам психрометрического датчика можно отнести медленное время отклика, большой физический размер и проблемы с обслуживанием, связанные с поддержанием влажности одной груши термометра и обеспечением хорошего воздушного потока вокруг нее.

В настоящее время наиболее точным методом измерения влажности является гигрометр с охлаждаемым зеркалом .В этом методе используется оптоэлектронный механизм для обнаружения конденсата, образующегося на поверхности зеркала с регулируемой температурой. Зеркало поддерживается при точно измеренной температуре и охлаждается до образования конденсата. Конденсация рассеивает свет передающего светодиода, что приводит к внезапному падению выходной мощности принимающего фототранзистора. Температура, при которой образуется конденсат, представляет собой точку росы, по которой можно рассчитать значение влажности. Из-за требуемых механических систем гигрометры с охлаждающими зеркалами громоздки, часто дороги и непрактичны для использования в массовых потребительских, автомобильных и жилых приложениях.

Механические гигрометры обычно имеют низкую точность — часто в диапазоне ± 10%. Самый распространенный пример — это натянутый кусок шерсти животных. По мере увеличения влажности волосы расслабляются и растягиваются, и это изменение длины можно измерить с помощью тензодатчика.

Электронная технология измерения влажности
Электронные датчики влажности преодолевают многие проблемы размеров и стоимости, присущие более старым технологиям. Наиболее часто используемые методы основаны на изменении сопротивления или емкости гигроскопичного материала.Емкостной датчик состоит из двух электродов, разделенных диэлектрическим материалом. Обычно, когда содержание водяного пара в воздухе увеличивается, диэлектрическая проницаемость датчика увеличивается, изменяя измеренную емкость, соответствующую уровню влажности. Резистивный датчик состоит из двух электродов, разделенных проводящим слоем. В этом случае изменения влажности приводят к изменению проводимости чувствительного слоя.

Новые технологии производства тонких пленок сделали датчики относительной влажности такого типа точными, стабильными и простыми в производстве в больших количествах.Выбор гигроскопичного материала обеспечивает быстрое время отклика с небольшим гистерезисом. Например, полиимидная пленка, толщина которой может быть менее 5 мкм, может реагировать на изменения влажности менее чем за 10 с, обеспечивая при этом превосходную стабильность. Точность электронного датчика относительной влажности ограничена его дрейфом с течением времени, обычно вызванным значительными колебаниями температуры и влажности или наличием загрязняющих веществ.

Для повышения точности измерения относительной влажности также полезно измерить температуру, чтобы обеспечить температурную компенсацию для измерения относительной влажности устройства, если это необходимо.Для определения точки росы или абсолютной влажности также требуется температура окружающего воздуха. Например, ошибка в 1 ° C в измеренной температуре приведет к ошибке примерно в 1 ° C при вычислении точки росы. Для достижения наилучшей точности измерения влажности и температуры следует проводить как можно ближе друг к другу и в идеале размещать на одном чипе. Такая близость может быть трудной для многих традиционных конструкций электронных датчиков.

Во многих современных конструкциях электронных датчиков используются дискретные резистивные и емкостные датчики, гибриды и многокристальные модули (MCM), как показано на рис. 3 .Эти унаследованные подходы страдают от высокой стоимости спецификации и количества компонентов, большой занимаемой площади и необходимости трудоемкой калибровки заказчиком. Еще одна проблема заключается в том, что решения с дискретными датчиками часто несовместимы со стандартной технологией монтажа на поверхность (SMT).

Монолитный датчик по-прежнему сталкивается со следующими производственными проблемами:

• Во время производства датчик должен быть чистым и неповрежденным, поскольку для выполнения своих функций чувствительный элемент должен подвергаться воздействию окружающей среды
• Экстремальный тепловой цикл оплавления припоя может изменить работу датчиков влажности, что не всегда учитывается в спецификациях точности производителей
.
• Датчик влажности требует защиты в течение всего срока службы продукта, что требует использования какой-либо крышки или фильтра, что может препятствовать срабатыванию датчика в некоторых реализациях

Современное сенсорное решение
Датчик температуры и влажности Si7005 от Silicon Labs решает многие проблемы проектирования и производства, связанные с дискретными, гибридными и модульными системами датчиков влажности.В сенсоре Si7005 используется гидрофобный покровный материал, обеспечивающий долговечную защиту находящегося под ним сенсора. Крышка, сделанная из гидрофобного фильтрующего материала из вспененного политетрафторэтилена (ePTFE), защищает от пыли и большинства жидкостей, а ее структура позволяет водяному пару проходить через нее, гарантируя, что фильтр не влияет на время отклика датчика. Поскольку дополнительная крышка на датчике Si7005 (показана на , рис. 4, ) устанавливается на заводе, не требуется времени или труда на добавление и удаление защитной ленты во время сборки печатной платы, и крышка не должна быть встроена в конструкцию продукта. .

В Si7005 используется полиимидная пленка для определения изменений влажности. Эта тонкая чувствительная пленка нанесена на металлический пальчиковый конденсатор. Прецизионная схема с привязкой к запрещенной зоне, расположенная на том же кристалле, что и датчик влажности, обеспечивает измерение температуры. Совместное расположение на одной матрице гарантирует, что температура и влажность измеряются в непосредственной близости, обеспечивая исключительную точность измерения.

В Si7005 используется полиимидная пленка для определения изменений влажности. Эта тонкая чувствительная пленка нанесена на металлический пальчиковый конденсатор. Прецизионная схема с привязкой к запрещенной зоне, расположенная на том же кристалле, что и датчик влажности, обеспечивает измерение температуры. Совместное расположение на одной матрице гарантирует, что температура и влажность измеряются в непосредственной близости, обеспечивая исключительную точность измерения.

Если на датчике собирается конденсат, можно активировать встроенный нагреватель, чтобы высушить датчик и возобновить работу, когда датчик превысит точку росы.Датчик температуры на кристалле также гарантирует, что микроконтроллер (MCU), который собирает показания влажности, может учесть этот эффект нагрева. Долгосрочный дрейф измерений устройства из-за старения составляет не более 0,25% относительной влажности в год, что меньше половины дрейфа многих конкурирующих устройств. Указанная точность включает поправку на эффекты оплавления припоя. В качестве монолитного решения Si7005 также откалиброван на заводе.

Si7005 использует преимущества дополнительной монолитной интеграции для упрощения проектирования системы и обеспечения функций гораздо более крупных модулей в одном компактном корпусе QFN размером 4 мм × 4 мм. В дополнение к чувствительным элементам Si7005 объединяет АЦП, обработку сигналов, энергонезависимую память для данных калибровки и интерфейс I2C (, рис. 5, ). Такой высокий уровень интеграции повышает прочность и надежность, снижает стоимость и время разработки, упрощает конструкцию платы, а также помогает снизить энергопотребление. Si7005 потребляет в среднем 1 мкА при измерении одного значения температуры и одного значения влажности в минуту.

Благодаря использованию монолитной интеграции и инновационной конструкции, датчик Si7005 обеспечивает экономичное и компактное измерение относительной влажности и температуры во все большем диапазоне приложений, требующих точного и надежного мониторинга и контроля влажности.

ОБ АВТОРЕ
Джон Гаммел — старший инженер по приложениям, датчики окружающей среды для Silicon Laboratories Inc. , Остин, Техас. С ним можно связаться по адресу [электронная почта защищена].

Дело не в жаре, а в влажности

Дело не в жаре, а в влажности

Самым распространенным прибором для измерения относительной влажности является стропный психрометр . Он состоит из двух термометров, установленных рядом друг с другом. К колбе одного термометра прикреплен влажный фитиль, а к другому — сухой. Фитиль смачивают водой температуры воздуха. Два термометра прикреплены к поворотной ручке.Вода испаряется с влажного фитиля, вызывая снижение температуры на этой лампочке, называемой по понятным причинам влажной лампочкой.

Со временем никакая дополнительная вода не сможет испариться в воздух. Температура перестает понижаться, и полученное значение называется температурой по влажному термометру. Это сравнивается с показаниями сухого термометра. Разница пропорциональна сухости воздуха. Большая разница указывает на то, что большой объем воды смог испариться. Меньшая разница означает, что воздух уже был заполнен водяным паром и не мог удерживать намного больше.Воздух был более влажным. На следующем рисунке показан классический строп-психрометр. Таблицы затем используются для определения относительной влажности на основе показаний влажного и сухого термометров. Аналогичным образом можно определить точку росы.

Строп-психрометр? Для измерения влажности.

Иногда инструмент не поворачивается, и вентилятор обдувает его воздухом. Он называется аспирационным психрометром .

Weather-Speak

Психрометр для строп — это прибор для измерения относительной влажности.Он имеет два термометра — сухой и влажный термометры, — установленные рядом, и ручку на одном конце. Вы вращаете прибор, чтобы получить показания.

Аспирационный психрометр похож на стропный психрометр, но вместо вращения воздух проходит мимо него с помощью электрического вентилятора.

Помимо вращающихся термометров, есть и другие устройства, определяющие относительную влажность. Вы, наверное, заметили, что волосы реагируют на изменение влажности. Когда эта влажность увеличивается, увеличивается и длина волос.Если волосы вьющиеся от природы, они вьются больше — пора завивать. Если волосы от природы прямые, они становятся мягкими.

Связь между длиной волос и влажностью используется в приборе, называемом гигрометром волос. Пряди естественно светлых волос или конского волоса с удаленных масел прикрепляются к системе рычагов. Они усиливают изменение длины волос, а затем приводят в движение циферблат. Иногда циферблат становится рычагом на вращающемся барабане, и можно определить рекорд влажности.Гигрометр для волос не такой точный, как слинг-психрометр, и требует значительной калибровки, особенно при больших колебаниях влажности.

Более современные инструменты являются электрическими и основаны на том принципе, что электрическое сопротивление некоторых материалов изменяется при воздействии разной влажности. В одном из типов электрических гигрометров используется углеродное покрытие на плоской пластине. Сила тока зависит от того, сколько влаги присутствует на пластине. В других устройствах используется раствор хлорида лития, из которого вода испаряется при прохождении электрического тока.

Выдержка из The Complete Idiot’s Guide to Weather 2002 Мел Гольдштейн, доктор философии. Все права защищены, включая право на полное или частичное воспроизведение в любой форме. Используется по договоренности с Alpha Books , членом Penguin Group (США) Inc.

miniClima Constant Humidity Device

Постоянная влажность в шкафах, ящиках, контейнерах:

• Регулировка относительной влажности воздуха в музейных витринах, шкафах-хранилищах, распределительных шкафах…

• Осторожный подход к заданному значению • Отсутствие влияния на температуру • Постоянная и равномерно распределенная влажность воздуха

Безопасная защита ценных экспонатов или чувствительных компонентов:

• Герметичная система циркуляции воздуха

• Не смешивается с наружным воздухом

• Постоянный контроль и коррекция уровня влажности

• Оптические и (переключаемые) звуковые сигналы тревоги

• Беспотенциальные контакты для внешнего отображения как суммарного аварийного сигнала ошибки, так и включения-выключения EBC

• Встроенный регистратор данных с интерфейсом RS232 (стандартная функция)

• Бесплатное программное обеспечение (для WindowsTM) для администрирования / мониторинга / считывания всех имеющихся EBC через ПК / ноутбук

• Дополнительные аксессуары для включения одного или нескольких EBC в существующую LAN или WLAN (администрирование / мониторинг / считывание со стола)

• Поддержка протокола ASCII-Modbus

• Калибровка датчика относительной влажности через меню на передней панели (коррекция сигнала датчика)

Осушение, необходимое увлажнение:

• Относительная влажность измеряется непосредственно внутри корпуса

• Редактируемая уставка, редактируемый гистерезис, редактируемые пороговые значения для выдачи аварийного сигнала влажности

• Немедленное начало соответствующего действия в соответствии с заданными значениями: осушение за счет конденсации избыточной влажности воздуха или увлажнение за счет испарения конденсата или дистиллята

Просто, легко, без усилий:

• Устройства требуют питания только от стандартной розетки

• Нет трубопровода

• Простота в обращении, легкое обслуживание

• Общий осмотр на заводе рекомендуется примерно каждые два года (заменяющие устройства для преодоления этого периода времени могут быть доставлены по запросу и в зависимости от нашего склада)

Блок тройной фильтрации воздуха:

Добавьте FLT_V2 к любому устройству Mini-clima, новому или старому, чтобы добавить тройную фильтрацию воздуха. Блок с тройным фильтром может улучшить качество воздуха и удалить пыль, загрязняющие вещества, запахи, летучие органические соединения и многое другое. Это отличный способ улучшить сохранность предметов и продлить цикл внутренней очистки ваших чемоданов. Как предметы, так и корпуса выделяют небольшие уровни загрязняющих веществ, которых невозможно избежать. Со временем эти загрязнители могут накапливаться и причинять ущерб. Установка тройной фильтрации воздуха может помочь решить эти проблемы.

ПРЕЖДЕ ЧЕМ ВЫ ПРИНИМАЕТЕ ИЛИ НАЧАТЬ

Контрольный список для использования EBCeasy

❑ Витрина (или другой «контейнер»), которая должна быть кондиционирована, должна быть «климатически подготовленной»: воздухонепроницаемой и изготовленной из влагонепроницаемых материалов.

❑ Весь силикон на витрине должен быть полностью затвердевшим перед вводом EBCeasy в эксплуатацию: дегазирующий силикон разрушает мембрану внутри EBCeasy (см. Дополнительную информацию производителя).

❑ В воздухе витрины не должно присутствовать никаких дополнительных химических веществ — особенно репеллентов и антикоррозионных средств, поскольку такие газы также могут вызвать проблемы как с мембраной, так и с артефактами.

❑ В случае сомнений относительно химических реакций, вызываемых мембраной, мы рекомендуем использовать наши стандартные контроллеры влажности (EBC10 / 11/12, в которых используется технология Пельтье) вместо EBCeasy.

❑ EBCeasy должен располагаться вне кондиционируемой части витрины (например, на цоколе), он должен быть установлен горизонтально и устойчиво.

❑ EBCeasy должен уметь излучать собственное тепло: расстояние от края до всех отверстий / решеток для воздуха должно составлять 10 мм, необходимо избегать блокирования отверстий / решеток для воздуха.

❑ Место установки EBCeasy должно проветриваться (с помощью охлаждающих отверстий1 или вентиляторов, если необходимо), чтобы температура вокруг EBCeasy была низкой, и чтобы EBCeasy мог обмениваться влажностью с окружающей средой ( незначительный и фильтрованный воздухообмен).

❑ EBCeasy должен быть установлен таким образом, чтобы можно было выполнять все необходимые работы по техническому обслуживанию (очистка воздушных щелей и решеток, замена фильтров, использование кнопок меню и просмотр дисплея, демонтаж для обслуживания / ремонта. ..).

❑ Датчик RH / T должен быть размещен внутри витрины, подвергаясь воздействию той же температуры и влажности, что и сам экспонат (остерегайтесь световых установок / солнечного света, направленного прямо на датчик и т. Д.).

❑ Расположение фитингов для шлангов на стене витрины и внутренней конструкции витрины должно обеспечивать поток воздуха внутри витрины по всему объему, избегая коротких путей между входом и выходом воздуха.

❑ Шланги нельзя прокладывать рядом с теплоизлучающими установками (такими как части любых осветительных установок, блоки питания и т. Д.).

❑ Шланги должны быть как можно короче и укладываться с минимальным количеством изгибов и поворотов. Кроме того, их не следует укладывать в петли, где со временем может скапливаться конденсат, в конечном итоге блокирующий воздушный поток (эффект сифона).

❑ Те EBCeasys, необходимые для установок с повышенным сопротивлением воздуха (длинные трубы, использование фильтров и т. Д.)) должны быть заказаны и изготовлены для этой цели, или для них требуются дополнительные вентиляторы, встроенные в систему трубопроводов.

❑ Все установки на стенах витрины должны выполняться герметично (т. Е. Прокладка кабеля датчика, установка сторонних производителей и т. Д.).

❑ Помните о макс. напряжение / сила тока 48 В / 4 А при использовании беспотенциальных переключающих контактов EBCeasy для внешнего отображения его включения-выключения и состояния сигнализации.

❑ Имейте в виду, что использование EBCeasy вместе с контролем влажности и / или температуры сторонних производителей в одном корпусе может привести к сбоям в работе всей системы.

❑ Пожалуйста, не торопитесь и прочтите все соответствующие разделы поставляемых руководств перед тем, как начать.

❑ Помните, что любой EBCeasy требует регулярного обслуживания в нашей мастерской с интервалом примерно в три года.