Relative Luftfeuchtigkeit und absolute Feuchtigkeit - Praxiswissen zur Feuchtigkeitsmessung

Viele Prozesse und Verfahren können nur dann erfolgreich verlaufen, wenn eine bestimmte Feuchtigkeit aufrechterhalten wird. Viele Prozesse erfordern die Messung der Feuchtigkeit. Zum Beispiel in trockenen Lackierwerkstätten und auch in der Innenraumluft muss die Feuchtigkeit erfasst werden.
Wie die Temperatur ist auch die Feuchtigkeit eine wichtige Prozessvariable. Zum Beispiel hat die relative Feuchtigkeit der Umgebung einen erheblichen Einfluss auf unser körperliches Wohlbefinden und unseren Gesundheitszustand. Darüber hinaus kann eine korrekte Feuchteanpassung helfen, einen erheblichen Energieverbrauch zu reduzieren. Einige Anwendungen stellen hohe Anforderungen an die Feuchtigkeitsmessung, und solche Anwendungen werden weiterhin bestehen. Die kontinuierliche Überwachung der Luftfeuchtigkeit wird entscheidend, wenn der Wasserdampfgehalt in der Luft bestimmte chemische, physikalische oder biologische Prozesse auslösen oder beeinflussen kann.
Zusammensetzung der Luft
Außer kleinen Mengen an Neon, Helium, Krypton und Xenon enthält saubere und trockene Luft auch die folgenden Stoffe: 78,10 % Stickstoff, 20,93 % Sauerstoff, 0,93 % Argon, 0,03 % Kohlendioxid und 0,01 % Wasserstoff. Neben diesen Komponenten enthält die Umgebungsluft auch eine große Menge an gasförmigen und festen Stoffen sowie eine bestimmte Menge an Wasser in Form von Wasserdampf. Daher ist Luft eine Mischung aus verschiedenen Gasen und Wasserdampf.
Relative Feuchte und die wichtigsten abgeleiteten Größen
Relative Luftfeuchtigkeit
Die Fähigkeit der Luft, Feuchtigkeit aufzunehmen, nimmt mit steigender Temperatur zu. Der Feuchtigkeitsgehalt wird immer durch die Bestimmung der relativen Feuchte ermittelt, die das Verhältnis der momentanen Feuchtigkeit in der Luft zur möglichen maximalen Feuchtigkeit beschreibt. Alle anderen Messungen werden von den Messsonden anhand von relativer Feuchte und Temperatur vorgenommen.
Taupunkttemperatur
Der sehr niedrige Feuchtegehalt wird durch die Taupunkttemperatur dargestellt. Dies ist die Temperatur, bei der Kondenswasser in der Luft entsteht.
Absolute Feuchtigkeit
Die absolute Feuchtigkeit beschreibt die Anzahl der Gramm Wasser, die in einem Kubikmeter Luft enthalten sind. Sie wird durch Änderungen des Prozessdrucks beeinflusst.
Mischverhältnis
Berechnen Sie das Mischverhältnis während des Trocknungsprozesses. Es ist unabhängig von Temperatur und Druck und beschreibt das Verhältnis zwischen Wasserdampfmasse und trockener Gasmasse. Neben der Temperatur müssen Feuchtigkeitssonde auch Informationen über den Prozessdruck erhalten.
Messmethode
Kapazitive Feuchtigkeitsmessmethode

Kapazitive Feuchtigkeitssonde, zur Berechnung der relativen Feuchtigkeit und abgeleiteter Größen mit intelligenten austauschbaren Sonden. Bei dieser Art von Serie ist die Sonde steckbar und austauschbar. Sie werden in verschiedenen Bereichen eingesetzt, wie Klimamessungstechnik, Pharmaindustrie, Gewächshäuser sowie Reinräume, Lagerräume und Kühlräume.
In den meisten Fällen werden kapazitive Feuchtigkeitsmessmethoden verwendet, um Feuchtigkeitswerte zu messen. Diese Sensortechnologie umfasst hauptsächlich einen Kondensator, dessen Dielektrikum je nach Luftfeuchtigkeit im Raum absorbiert oder freisetzt. Feuchtigkeit kann die Dielektrizitätskonstante von Polymermaterialien beeinflussen, was wiederum die Kapazität der Kondensatoren verändert. Nachgelagerte Elektronikgeräte verwenden die gemessene Kapazität, um die relative Luftfeuchtigkeit mit hoher Genauigkeit zu berechnen. Dieses Prinzip gilt für die meisten Anwendungsszenarien. Spezielle Geräte können jedoch nur in Umgebungen mit hoher Feuchtigkeit eingesetzt werden. In diesen Geräten wird der Bereich unter dem Sensorschutz erhitzt, wodurch die relative Luftfeuchtigkeit reduziert und eine zuverlässige Messung ermöglicht wird. Bei verschmutzten Medien werden Sinterfilter verwendet, um den Eintritt von Schmutzpartikeln zu verhindern und sensible Sensorkomponenten zu schützen.
Hygrometer Feuchtigkeitsmessmethode
Die Feuchtigkeitssonde des Hygrometers wird zur Berechnung der relativen Luftfeuchtigkeit verwendet. Geeignet für die Feuchtigkeitsmessung in der Klimaanlagenbranche und der Industrie. Der hohe Widerstand der Sensorelemente gegenüber Wasser ist eine vorteilhafte Eigenschaft, die es Geräten erlaubt, dauerhaft in feuchten Umgebungen eingesetzt zu werden, bis Sättigung eintritt.
Bei hohen Luftfeuchtigkeits- oder Luftverschmutzungswerten kann die Messung der Feuchtigkeit mit einem Hygrometer die richtige Lösung bieten. Diese Methode gehört zur Längenänderungsformel, was bedeutet, dass die enthaltenen Faserkomponenten ihre Länge mit dem Wechsel der Luftfeuchtigkeit ändern können. Die Längenänderung wird über ein spezielles Übertragungssystem an einen Zeiger oder ein Potentiometer weitergeleitet. Das System berechnet nur die relative Luftfeuchtigkeit ohne abgeleitete Variablen. Diese Messtechnik erfordert keine Spannungsquelle und ist für eine kostengünstige Installation von Feuchtigkeitsreglern geeignet. Der verwendete Temperaturbereich liegt bei -40~+80 °C, und der Feuchtigkeitsbereich beträgt 35~100% RH.
Trocken-Feuchte-Kugel-Feuchtigkeitsmessmethode
Hygrometer, dient zur Berechnung der Trockenkugel-Temperatur und der Feuchtigkeitsdifferenz. Geeignet für lösungsbasierte und korrosive Gase; Stetige Messungen können auch in der Fleischverarbeitung und im Käseindustrie-Bereich durchgeführt werden.
In verschmutzter oder korrosiver Luft kann die Feuchtigkeit im Temperaturbereich von 5-95 °C mit der Trockenfeuchte-Methode gemessen werden. Beim Trockenfeuchte-Messverfahren wird ein Thermometer direkt der Umgebungsluft ausgesetzt, um die Trockentemperatur zu messen. Ein weiteres Thermometer wird von einem Saugkern umgeben, der in Wasser getaucht ist, und dient zur Messung der Feuchtetemperatur. Am Feuchtigkeitssonde wird Wärme durch Verdunstung absorbiert, was zu einer niedrigeren Gleichgewichtstemperatur führt. Der Unterschied zwischen diesen beiden Temperaturen wird als Feuchtigkeitsdifferenz bezeichnet – desto trockener die Luft ist, desto größer ist der Unterschied. Zwei Widerstandstemperaturensensoren sind an eine Auswerteeinheit angeschlossen, die die relative Luftfeuchtigkeit auf Basis des Unterschieds zwischen Trockentemperatur und Trockenfeuchte-Messung berechnet. Diese Messtechnik ist sehr robust und kann im mittleren bis unteren Messbereich eine gute Messgenauigkeit bieten. In feuchten Umgebungen jedoch, wo praktisch keine Abkühlung stattfindet, ist sie ungenau. Die Installation ist relativ komplex und erfordert in der Regel einen Lüfter zur Erzeugung des entsprechenden Luftstroms. Außerdem bedarf es der Wartung. So muss zum Beispiel der Wasserstand überwacht und der Saugkern ersetzt werden.