Что такое гигрометр и как он применяется
Гигрометр - это прибор для измерения влажности. Он используется в различных сферах деятельности от быта до промышленности. В быту такие датчики обеспечивают контроль микроклимата в помещении, а в промышленности такие датчики необходимы для точности технологических процессов. В сельском хозяйстве гигрометры используются для оценки качества почвы и ее плодородности.
В каждой из этих сфер применяются разные типы датчиков влажности, которые отличаются способом измерения и величиной, выводимой на дисплей. Также отличаются величины, которую датчики измеряют.
Это некоторые из возможных величин, выражающих влажность:
абсолютное значение в г/м3,
- относительное значение в единицах RH,
- выражение в процентах от массы образцов, применяемое при работе с твердыми веществами и материалами,
- выражение в частях воды на 1 000 000 частей веса, или ppm.
Большинство гигрометров предназначены для измерения абсолютной влажности. Значение этого показателя может варьироваться от 0 до 100%.
Принцип действия гигрометра
Применяется пять основных типов гигрометров:
1) Емкостные гигрометры. Такие датчики устроены как конденсатор с воздухом в качестве диэлектрика. Поскольку диэлектрическая проницаемость воздуха зависит от влажности, изменение этого параметра приводит к перемене емкости конденсатора. Для повышения точности используются модели с диэлектриком в воздушном зазоре, такие как тонкопленочные гигрометры с гребенчатыми электродами, заменяющим пластины. Они позволяют замерять содержание воды в твердых веществах.
2) Резистивные гигрометры. Такие датчики состоят из подложки и двух электродов, на которых нанесен материал с низким сопротивлением. Часто используется покрытие из оксида алюминия, так как этот материал хорошо поглощает влагу. Принцип работы основан на измерении протекающего через датчик тока.
3) Термисторные или психометрические гигрометры. Эти датчики содержат пару термисторов, чье сопротивление зависит от температуры. Один термистор помещается в герметичную камеру, заполненную сухим воздухом, а второй - в камеру с отверстиями для пропуска измеряемой среды. Датчики подключаются по мостовой схеме. Нулевое напряжение на выходе указывает на одинаковую влажность в обеих камерах, а наличие напряжения сигнализирует о разнице влажности, которую можно вычислить на основе значения напряжения.
4) Оптические или конденсационные датчики используют физическое понятие "точка росы" для своей работы. Аппараты этого типа считаются наиболее точными при измерении влажности окружающей среды. В процессе измерения выясняется температура, при которой конденсат начинает образовываться на поверхности материала. Таким образом, влажность окружающей среды вычисляется на основе температуры точки росы. Простейшая реализация такого конструкции состоит из светодиода, который освещает зеркальную поверхность. Отраженный свет попадает на фотодетектор. Зеркало нагревается или охлаждается высокоточным терморегулятором, и когда конденсат выпадает, датчик регистрирует температуру. Главным условием для правильной работы оптического датчика является чистота зеркала, так как вода в каплях искривляет преломление света, что влияет на ток в фотодетекторе.
5) Электронные датчики работают путем измерения концентрации электролита, покрывающего электроизоляционный материал. Как правило для этого используется концентрированный раствор хлорида лития, который обладает высокой чувствительностью к изменению влажности. Для повышения точности измерений электронные гигрометры дополняются термометром. Для измерения влажности почвы используются гигрометры в виде двух электродов, погруженных в почву. Влажность вычисляется на основе показателя проводимости почвы.
Виды датчиков влажности воздуха
Выбирая эти датчики, необходимо учитывать не только его тип действия, но и другие важные факторы:
- величина измеряемой влажности (относительная или абсолютная),
- тип среды, в которой будет производиться измерение (воздух, почва или образец материала),
- нужная точность и диапазон измерений.
Оптические датчики отличаются высокой точностью, но их стоимость также высока. Электронные датчики обеспечивают высокую точность посредством компьютерной калибровки. Емкостные датчики широко применяются в бытовой технике и промышленности, так как они устойчивы к высоким температурам и воздействию химических веществ. В быту обычно используются резистивные модели. Такие датчики отличаются быстрым откликом (от 10 до 30 секунд), и работают в широком диапазоне температур от -40 до +100 градусов Цельсия, однако они чувствительны к химическим и масляным парам.
Использование гигрометров
Используемые в промышленности для измерения влажности материалов, помещений или почвы датчики влажности обычно измеряют относительную влажность. Встроенные в них преобразователи сигналов позволяют легко интегрировать их в измерительную систему. Эти устройства могут оснащаться датчиком температуры. Это позволяет проводить комплексный контроль микроклимата и наблюдать взаимосвязь уровней температуры и влажности. Наиболее распространены следующие виды устройств для измерения относительной влажности: психометрические, аспирационные, емкостные и резистивные датчики. Резистивные и емкостные датчики обычно применяются в офисных системах климат-контроля, где уровень влажности находятся в пределах 30-70%. Однако в условиях повышенной влажности такие датчики могут не справляться и показывать значения с погрешностью до 6%. Поэтому для помещений с повышенной влажностью, (например, на сельскохозяйственных производствах) больше подойдут психометрические датчики. Для измерения в зоне с постоянным воздушным потоком рекомендуется применять аспирационные датчики. Это датчики психометрического типа с дополнительным вентилятором. Работающий вентилятор создает нормированный воздушный поток на мокром термометре. Это позволяет получить точные измерения с погрешностью не более 1%.
Основные сферы применения датчики влажности воздуха включают:
- системы поддержания микроклимата на производстве, включая чувствительное к влажности оборудование;
- контроль влажности в офисных и бытовых помещениях;
- контроль образования конденсата в котельных и на водоочистных станциях;
- контроль предотвращения появления грибка и плесени в складских помещениях и на стенах зданий.
Установка и подключение гигрометра
Датчик влажности обычно устанавливается на твердую поверхность, корпус закрепляется винтами. Внутри его корпуса находиться клеммник с контактами для подключения. Подключение осуществляется через кабельный ввод, гайка затягивается до упора для создания герметичности. В случае установки датчика в зоне с высоким уровнем электромагнитных помех, рекомендуется использовать экранированный кабель для подключения. Датчики настраиваются после подключения в реальных условиях.
Оставить заявку или получить обратную связь вы можете написав нам на info@industriation.ru или позвонив по бесплатному номеру 8 800 550-72-52. Специалисты отдела продаж подберут оборудование, проконсультируют по возникшим вопросам и проконтролируют поставку.
