رطوبت سنج چیست؟

رطوبت سنج دیجیتال

رطوبت سنج دیجیتال دستگاهی برای اندازه گیری میزان بخار آب در هوا است که به زبان ساده مقدار نم در هوا می نامند و برای سنجش تمامی بخارها و رطوبت های پخش شده در هوا باید از انواع دستگاهای سنجش رطوبت سنج استفاده نمود . رطوبت سنج دیجیتال با دقت 1درصد و حتی در بعضی از دستگاهها قابلیت اندازه گیری 1دهم درصد را داراست که وسیله ای برای اندازه گیری پارامتر رطوبت در صنعت بسیار پر اهمیت میباشد و اندازه گیری میزان دقیق آن با اهمیت است دستگاه رطوبت سنج دیجیتال آیا میدانید برای تبدیل شدن یک گرم آب به بخار آب در حدود 545 گرم کالری حرارت لازم است و این مقدار گرما از محیط اطراف جذب می شود. بدین جهت عمل تبخیر گرماگیر یا سرمازا است. در صورتی که در عمل مایعات حرارت آزاد شده موجب ازدیاد یا بیشتر شدن گرمای محیط می شود. هر چه هوا گرمتر باشد، بخار آب بیشتری می تواند در هوا ذخیره شود، ولی به هر حال ذخيره بخار آب در هوا محدود است. موقعی فرا می رسد که اگر بخار آب وارد هوا شود ، به صورت ذرات ریز آب ظاهر می شود. در این حالت گفته می شود که هوا از بخار آب اشباع شده است که میتوان در هوای سرد با آب جوش این آزمایش را بر روی شیشه انجام داد. مثلا زمانی که شما در یک استخر شنا قدم می گذارید ، احساس سرمایی که می کنید خیلی بیشتر از زمانی است که در آب می پرید. به این علت است که شما مرطوب هستید و گرمای هوا سبب می شود آب از روی پوست شما تبخیر می شود . مولکول های آب بر روی پوست شما با سرعت های مختلف حرکت می کنند. مولکول ها بر روی پوست گرم می شوند و با سرعت بیشتری حرکت می کنند. گرمای درونی شما به سطح بدن منتقل می شود بطوریکه بدن سرد می شود. به همین دلیل است که تعریق سرد است. بطور مشابه یک دماسنح در شرایط مرطوب دمای پایین تری را نسبت به یک دماسنج در شرایط خشک را ثبت می کند. با استفاده از این اصل شما می توانید رطوبت هوا را اندازه بگیرید. از دیگر محصولات مربوط به تجهیزات اندازه گیری رطوبت سنج دیجیتالی میتوان به دستگاه اندازه گیری رطوبت سنج خاک و دستگاه رطوبت سنج جامدات نیز اشاره کرد. رطوبت سنج جامدات/نم سنج وسیله ای است که برای اندازه گیری و گزارش میزان رطوبت اجسام جامد بکار میرود ، از این رطوبت سنج ها میتوان جهت اندازه گیری رطوبت غلات ، چوب ، گچ ، خاک ، کاغذ و کلیه مصالح ساختمانی استفاده کرد. همچنین در برخی از رطوبت سنج های جامدات امکان اندازه گیری PH که در تشخیص اسیدی بودن کمک می کند وجود دارد. همچنین در برخی ( به عنوان مثال نم سنج رطوبت سنج غلات) امکان اندازه گیری دما برحسب درجه سانتیگراد و فارنهایت وجود دارد. واحد اندازه گیری رطوبت را می توان هم با درصد و هم مقیاس 1 تا 100 نشان داد که برای هر جسم نسبت به جسم دیگر متفاوت است.

انواع رطوبت سنج های دیجیتال

1- رطوبت سنج دیجیتال رومیزی رطوبت سنج دیجیتال رومیزی یا ثابت با قابلیت نصب بر روی دیوار (رطوبت سنج دیواری) و یا استفاده به صورت رومیزی (desktop) جهت اندازه گیری رطوبت و دما در یک محیط محصور نظیر آزمایشگاه و یا بیمارستان و دفتر کار یا محیط کاری در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند . معمولا این رطوبت سنجها به سنسورهای سر خود مجهز بوده و قابلیت کالیبره در بعضی از سنسورها وجود ندارد.
2- رطوبت سنج دیجیتال صنعتی و حرفه ای در برخی مدلهای صنعتی و حرفه ای رطوبت سنج امکان کالیبره سنسورهای دما و رطوبت دستگاه وجود دارد. همچنین در برخی مدلهای رطوبت سنج امکان ثبت بیشترین و کمترین مقدار و یا تنظیم ست پوینت برای آلارم در نظر گرفته شده است . با توجه به نوع پراب می توان رطوبت سنج های آزمایشگاهی را به دو دسته رطوبت سنج پراب سرخود و رطوبت سنج پراب جدا تقسیم کرد.
3- رطوبت سنج جامدات: رطوبت سنجی که میزان رطوبت جامداتی همچون خاک ، گچ ، چوب ، کاغذ و بتون را اندازه گیری می کند رطوبت سنج جامدات و یا نم سنج می گویند. نم سنج ها به دو دسته تقسیم می شوند: 1. رطوبت سنج پراب مخرب (نفوذی): رطوبت سنج جامدات با پراب مخرب ، رطوبت اجسام را به وسيله پرابی پین مانند اندازه گیری می کند . بدین صورت که پین ها را مستقیما داخل جسم فرو (5 میلی متر) می کنند و پس از اندازه گیری به صورت نموداری و یا عددی بر روی دستگاه نمایش داده می شوند . 2. رطوبت سنج پراب غیر مخرب (غير نفوذی ):رطوبت سنج جامدات با پراب غیرمخرب به صورت آلتراسونیک عمل اندازه گیری را انجام می دهد.

روش های اندازه گیری رطوبت نسبی

1- اندازه گیری رطوبت به روش مستقیم : در اندازه گیری رطوبت به روش مستقیم از وسایلی استفاده می گردد که بطور مستقیم قادر به اندازه گیری رطوبت نسبی هوا می باشد . از وسایلی استفاده می گردد که نسبت به رطوبت هوا حساسیت زیادی دارند و با تغییر رطوبت هوا برخی از پارامترهای فیزیکی آن مواد تغییر میکند (مانند طول ، مقاومت ، سطح ، ….) این وسایل درانواع واقسام مختلفی ساخته شده که ذیلا برخی از آنها شرح داده شده اند. یکی از این رطوبت سنج ها که اصطلاحا به آن هیدروگراف می گویند و کاربرد زیادی در ایستگاه های هوا شناسی دارد . بر اساس اندازه گیری تغییر طول جنس موی خاصی از انسان عمل می کند در این وسیله یک رشته موی انسان را10 الى 100 برش طولی داده و توسط وزنه کوچکی که به اهرمی متصل است در حال کشش قرار می دهند دراثر تغییر رطوبت هوا ، طول مو تغيير نموده و این وسیله به عنوان ترموهیدروگراف معرفی شده اند. نوع دیگری از این رطوبت سنج ها دستگاه هایی هستند که بر اساس تغییر مساحت سطح مشخصی از پوست قورباغه (که درحال کشش میباشد) عمل می کند و مشابه دستگاه قبلی است که در صنایع نساجی که اندازه گیری و کنترل رطوبت از اهمیت ویژه ای برخوردار است ، کاربرد زیادی دارد. از دیگر وسایل که در این گروه ها جای دارند ترموهیدرومتردیجیتالی است. ترموهیدرومتردیجیتالی دارای سنسوری است که در اثر تغییر رطوبت هوا جریان الکتریکی ایجاد می نماید میزان جریان الکتریکی متناسب با میزان رطوبت هوا می باشد ، ترموهیدرومتردیجیتالی در سنجش رطوبت هوا در مقابل دهانه دمنده سیستم های تهویه کاربرد زیادی دارد همان طور که از نام آن پیداست این وسیله قادر به اندازه گیری رطوبت و دمای هواست.

2- اندازه گیری رطوبت به روش غیر مستقیم: دراین روش با اندازه گیری دو پارامتر دمای دماسنج خشک چرخان و دماسنج تر چرخان ، مقدار رطوبت نسبی به کمک روابط ، جداول ، خط کش ونمودار سایکرومتری تعیین می شود و خط کش و نمودار بیشترین کاربرد را دارند. دماسنج خشک و دماسنج تر چرخان ، مقدار رطوبت نسبی به کمک روابط ، جداول ، خط کش و نمودار تعیین می شود . در اندازه گیری دمای خشک و تر چرخان لازم است جریان هوای اجباری با سرعت 2 . 5 متر ثانیه از سطح بخش حساس دما سنج ها عبور داده شود . بدین منظور رطوبت سنج به گونه ای طراحی گردیده است تا دو دماسنج خشک و تر در کنار یکدیگر قرار گرفته و سرعت مورد نظر هوا از سطح مخزن آنها عبور داده شود .

رطوبت سنج هایی که بر این اساس عمل می کنند به دو صورت کلی :

1- رطوبت سنج چرخان ( whiring hygrometer ): مرکب از دو ترموگراف است که مخزن یکی از آن ها با فتیله ای با قابلیت رسانایی آب پوشش یافته و به عنوان دماسنج تر استفاده می شود (در ضمن رطوبت سنج چرخان با مخزن وبدون مخزن داریم ) ومجهز به دسته ای می باشد که می توان آن را حول محور بازو به حرکت در آورد و بدین ترتیب تهویه لازم در سطح مخزن ها که بخشی حساس دماسنج هاست را تامین می کند.
2- رطوبت سنج آسمن (assman higromete): تفاوت این رطوبت سنج با رطوبت سنج چرخان در اینست که در نوع مکش جریان هوا به کمک یک باد بزن که پس از کوک شدن عمل می کند از روی مخزن دماسنج عبور می کند . علاوه بر این در رطوبت سنج آسمن فتیله به روش دستی مرطوب می شود و مخزن آب وجود ندارد . فن موجود در این رطوبت سنج جریان هوا را با سرعت یکنواخت (5 / 2 متر بر ثانیه ) در سطح دماسنج ها تامین می نماید جهت انتخاب دستگاه رطوبت سنج به موارد زیر بایستی توجه داشت:
1- رنج رطوبت سنج
2- نحوه نصب رطوبت سنج
3- امکان کالیبره کردن سنسورهای رطوبت سنج
4- امکان ثبت مقادیر در رطوبت سنج
5- پراب سرخود یا پراب مجزا

کاربرد رطوبت سنج دیجیتالی در صنایع مختلف

وجود رطوبت سنج در محیطهای مختلف آزمایشگاهی و خانگی و مصارف نظیر مرغداری ها و در دستگاه جوجه کشی و گلخانه و در پرورش قارچ از اهمیت به سزایی برخوردار برای مثال در فصل سرما دانستن رطوبت محل زندگی بسیار مهم است و در صورت خشک بود هوا سبب بروز مشکلات تنفسی می گردد همچنین زیاد بودن رطوبت مشکلات دیگری به همراه خواهد داشت . بارطوبت سنج محیط می توان رطوبت را اندازه گیری و کنترل نمود . اندازه گیری رطوبت محیط و مواد در بسیاری مواقع از جمله انبارها، صنایع غذایی به خصوص در پروسهای صنعتی پر اهمیت می باشد . همیشه داشتن یک دماسنج و رطوبت سنج قابل اعتماد که اعداد قطعی را به ما نمایش دهد از ابزار اصلی کشاورزی و باغبانی است. بسیاری از شرایط تحت تاثیر این دو عامل يعنی دما و رطوبت تعیین می شود و یک کشاورز یا باغبان باید به داشتن ابزار مطمئن برنامه های پرورشی را انجام دهد. این دماسنج ، رطوبت سنج دیجیتال توانایی ثبت و ذخیره بیش ترین حد(ماکزيمم) و کم ترین حد (مینیمم) را دارد. این گزینه به شما توانایی درک وقايع گذشته که معمولا برای شما مهم است را می دهد. برای شناسایی رطوبت چوب ، دیوارها و یا سایر مصالح ساختمانی جهت جلوگیری از خسارات ناشی از رطوبت زیاد ویا مجاورت با آب و رطوبت می توان از رطوبت سنج جامدات استفاده کرد . رطوبت سنج ها در کارخانجات مبلمان سازی و بازسازی ، کارخانجات جهت خشک کردن چوب ، بازرسی ساختمان و مبارزه با آفات ، کنترل رطوبت زغال سنگ جهت محاسبه دقیق وزن و….. از این دستگاه استفاده کرد. درکل کاربرد ترموهیدرومتر (دماسنج رطوبت سنج) در موارد زیر می باشد:
– آنالیزر محیطی
– شبیه سازی الکترونیکی
– کنترل و نظارت بر اماکن و محل نگهداری مواد غذایی
– محیط های کاری کامپیوتری و الکترونیکی
– کنترل فرایند های گازی در کارخانجات
– کاربردهای HVAC (تعمير و نگهداری)
– گلخانه ها
– آزمایشگاههای کالیبراسیون

ترمومتر دیجیتالی

دارای سنسوری است که در اثر تغییر رطوبت هوا ، جریان الکتریکی تولید می کند. میزان جریان الکتریکی متناسب با رطوبت موجود در هوا است . این وسیله در سنجش رطوبت هوا در مقابل دمنده سیستم های تهویه کاربرد زیادی دارد .

انواع رطوبت سنج دیجیتالی و کاربرد آن (Digital humidity meter)

برای اندازه گیری رطوبت ، میزان بخار آب موجود در هوا که به شکل رطوبت نسبی ، رطوبت مطلق و نقطه شبنم بیان می شود مورد بررسی قرار می گیرد. رطوبت سنج دیجیتال دارای انواع رطوبت سنج دیجیتال رومیزی، رطوبت سنج دیجیتال صنعتی و حرفه ای و رطوبت سنج جامدات می باشد. از طرفی رطوبت سنج دیجیتال به دو صورت رطوبت سنج پراب سرخود و رطوبت سنج پراب جدا تقسیم می شود و از سوی دیگر رطوبت سنج جامدات (نم سنج) نیز به دو دسته ی رطوبت سنج پراب مخرب و رطوبت سنج پراب غیر مخرب تقسیم می شود. هوای اتمسفری مخلوطی از گاز های مختلف ، بخارآب وآلاینده های متعددی است . صرف نظر از آلاینده ها که از یک محل به محل دیگر بسیار متفاوت است ، ترکیب هوای خشک نسبتا ثابت بوده و با توجه به زمان ، مکان و ارتفاع ، مختصری تغییر می یابد در عمل هوا مخلوطی از هوای خشک و بخار آب است. مقدار بخار آب ممکن است از صفر تا مقدار حداکثری که تابع دما و فشار مخلوط است ، تغییر یابد . میزان بخار آب موجود در هوا به عنوان رطوبت (Humidity) شناخته شده است. در اندازه گیری رطوبت دانستن برخی تعاریف زیر مفید است .

رطوبت نسبی

نسبت بخار آب موجود در حجم معینی از هوا در دمای مشخص به وزن ماکزیمم بخار آبی که می تواند در همین حجم در دمای داشته باشد را رطوبت نسبی گویند که در هواشناسی و در زندگی روزمره از آن یاد می شود رطوبت مطلق : مقدار بخار آب موجود در واحد حجم از هوا را رطوبت مطلق می گویند. واحد آن گرم بر متر مکعب یا میلی گرم در لیتر است.

نقطه شبنم

اگر دمای هوا به درجه ای برسد که در آن هوای مفروض صد در صد از بخار آب اشباع گردد (فشار ثابت)، چنین درجه ای به نقطه شبنم موسوم است یا به عبارتی نقطه شبنم دمائی است که در آن بخار آب موجود در هوا چگالش می شود . این پارامتر در صنایع هواشناسی، شیمی و مونتاژ الکترونیکی کاربرد وسیعی دارد. در انتخاب ابزار دقيق اولین فاکتوری که حائز اهمیت است همانطور که از نامش پیداست دقیق (Accurate) بودن آن می باشد. واحد اندازه گیری رطوبت برای اجسام مختلف متفاوت است . میزان رطوبت بعضی از اجسام را می توان با % نشان داد و برای بعضی دیگر از مقیاس 0 الى 100 استفاده می کنیم که 100 میزان حداکثر رطوبت و 0 میزان حداقل رطوبت است. تعدادی از دستگاه ها با استفاده از 3 شاخص خشک ، مرطوب و خیس کار را برای کاربر بسیار ساده می کنند اما در کل معمولا میزان رطوبت به شکل درصدی از مقادیر خوانده شده یا کل رنج اندازه گیری ابزار به صورت درصد (برحسب %RH) در اطلاعات فنی تجهیز می آیند . وسایلی که رطوبت را اندازه گیری می کنند نوعا عقربه ایی بوده که نمی توان مانوری بر روی آن انجام داد اما در نوع دیجیتالی می توان مقدار دقیق تری از رطوبت و دما و نقطه شبنم را اندازه گرفت و در صورت کاهش / افزایش رطوبت دستگاهی را روشن و خاموش نمود.

نشان دهنده های رطوبت

همچنین رطوبت هوا را ممکن است توسط تعدادی از بستگیهای دما نشان داد:

دمای نقطه شبنم (Td)
دمای نقطه شبنم دمایی است که هوای مرطوب برای آنکه نسبت به سطح آب به حد اشباع برسد، بایستی تا آن دما سرد شود. در این فرآیند فشار هوای مرطوب P و نسبت اختلاطم ثابت می ماند. باید توجه داشت که در این فرآیند فشار هوا ثابت می ماند و هیچ بخار آبی به نمونه هوا اضافه نشده و یا از آن برداشت نمی شود. بنابراین نسبت اختلاط هوا ثابت می ماند. ولی به هر حال هوا در دمای نقطه شبنم به حد اشباع می رسد و بنابراین مقدار نسبت اختلاط مساوی با نسبت اختلاط اشباع در این دما می شود. سرد شدن نسبی لایه ای از هوا در نزدیکی زمین در هنگام شب ممکن است دمای هوا را تا حد نقطه شبنم برساند. از آن پس از سرد شدن باعث تراكم بخار آب می شود. در واقع این میان فرآیند اصلی تشکیل شبنم است.

دمای نقطه شبنم یخی (rf)
نقطه شبنم یخی دمایی است که هوای مرطوب و برای آنکه در مجاورت یخ اشباع شود بایستی تا آن دما سرد شود. در این فرآیند فشار هوای مرطوب p و نسبت اختلاطهای ا ثابت می ماند.

دمای تر (Tw)
دمای تر پایین ترین دمایی است که بسته هوا در فشار ثابت در اثر تبخیر آب بدون آن می تواند سرد شود. گرمای نهانی که برای تبخیر آب نیاز است از هوای خشک موجود در بسته هوا تأمین می شود. چنانچه هوا بدوا اشباع شده باشد تبخیر نمی تواند انجام پذیرد و در نتیجه سرد شدن محیط بوجود نمی آورد. در این صورت دمای تر هوای اشباع شده برابر دمای هواست (دمای خشک و تر و نقطه شبنم باهم برابرند. چنانچه هوای مورد نظر بدوا غیر اشباع باشد ، نسبت اختلاط در اثر تبخیر آب بدون بسته هوا افزایش می یابد. در این صورت چنین هوایی با فشاری بخاری بیشتر از حالت اولیه حالت اشباع می رسد. بنابراین دمای تر بیشتر از دمای نقطه شبنم هوای اولیه است. اختلاف بین دمای هوا (منظور دمای خشک است) و دمای تر را کاهش دمای تر می گویند. هر چه این کاهش دمای تر بیشتر باشد هوای مربوطه خشک تر است.

رطوبت سنج عقربه ای
رطوبت سنج آلمانی عقربه ای TFA یک رطوبت سنج آنالوگ با کیفیت و دارای قابلیت کالیبراسیون میباشد. پس زمینه این رطوبت سنج مشکی رنگ و اعداد ، درجات و عقربه آن سفید رنگ میباشد که کار خواندن درجه و میزان رطوبت را برای کاربر راحت و آسان میسازد. بروی زمینه آن دو شاخص برای محدوده رطوبت مطلوب وجود دارد که به رطوبت بین ۴۰ تا ۷۰ درصد را محدود می نماید. برای جلوگیری از خوردگی و زنگ زدگی جنس بدنه این رطوبت سنج پلاستیک مشکی رنگ میباشد و تولید این رطوبت سنج از بهترین مواد درجه یک استفاده شده است. در زمینه لوازم آزمایشگاهی علی الخصوص دماسنج و رطوبت سنج همواره برندهای آلمانی و ژاپنی پیشتاز و کاربر پسند بوده اند و شرکت TFA (تفا) آلمان هم یکی از تولید کنندگان معتبر لوازم آزمایشگاهی و رطوبت سنج میباشد که این رطوبت سنج امتحان خود را در نزد کاربران بخوبی پس داده و یکی از پر طرفدار ترین رطوبت سنج های عقربه ای موجود در بازار ایران می باشد. این رطوبت سنج آنالوگ قابلیت اندازه گیری رطوبت محیط از ۰ تا ۱۰۰ درصد را داشته و درصد خطای آن در حدود ۲% میباشد و میتوانید جهت دقت بالاتر آنرا در مراکز مجاز کالیبره نمائید تا با حداکثر دقت کار نماید. بسته بندی این رطوبت سنج عقربه ای مقوا و یونولیتی میباشد که یونولیت دور دستگاه رطوبت سنج قرار میگیرد تا مانع آسیب فیزیکی بدان شود. این رطوبت سنج عقربه ای را با نام های دیگری هم میشناسند مانند: رطوبت سنج تفا، رطوبت سنج عقربه ای HYGRO آلمان ، رطوبت سنج آنالوگ TFA ، رطوبت سنج آلمانی ، رطوبت سنج محیط و رطوبت سنج آنالوگ

موارد استفاده از این رطوبت سنج آنالوگ
از این رطوبت سنج عقربه ای آنالوگ یک رطوبت سنج ساده و ارزان قیمت با دقت بالاست که میتوانید از آن در منزل ، اتاق کار ، سالن های ورزشی ، پرورش قارچ ، مرغداری ها ، جوجه کشی ، گلخانه ها و کلا هر جایی که نیاز به یک رطوبت سنج دقیق حس شود ، استفاده نمود و از مزایای آن بهره برد.

نقطه قوت این رطوبت سنج آلمانی در چیست؟
از نقاط قوت این رطوبت سنج میتوان به این موارد اشاره نمود: دقت بسیار بالا، دوام و عمر بالاتر نسبت به مدلهای دیجیتالی ، کاربری ساده بطوری که هر شخصی براحتی میتواند کارکرد آن را متوجه شود ، ابعاد مناسب صفحه و عقربه آن ، طراحی دو رنگ پس زمینه و درجات برای قرائت بهتر اعداد روی آن، صرفه جویی در هزینه بابت عمر طولانی و عدم نیاز به باتری بخاطر آنالوگ بودن آن ، قیمت بسیار ارزان آن در مقابل دقت و کیفیت بسیار بالای آن