ความชื้นสัมพันธ์และปริมาณความชื้น - ความรู้เชิงปฏิบัติเกี่ยวกับการวัดความชื้น

กระบวนการหลายอย่างสามารถประสบความสำเร็จได้ก็ต่อเมื่อคงระดับความชื้นไว้ที่ระดับหนึ่งเท่านั้น กระบวนการจำนวนมากต้องการการวัดความชื้น เช่น ในห้องทำงานทาสีแห้ง และแม้แต่ในอากาศภายในอาคาร ก็จำเป็นต้องตรวจจับความชื้น
เหมือนกับอุณหภูมิ ความชื้นสัมพัทธ์ก็เป็นตัวแปรกระบวนการที่สำคัญเช่นกัน เช่น ความชื้นสัมพัทธ์ของสภาพแวดล้อมมีผลกระทบอย่างมากต่อความสะดวกสบายทางร่างกายและสถานะสุขภาพของเรา นอกจากนี้ การปรับความชื้นให้เหมาะสมยังสามารถช่วยลดการใช้พลังงานได้อย่างมาก อีกทั้งยังมีบางกรณีที่ต้องการการวัดความชื้นสูง และกรณีเหล่านี้จะยังคงมีอยู่ การตรวจสอบความชื้นในอากาศอย่างต่อเนื่องจึงกลายเป็นสิ่งสำคัญเมื่อปริมาณไอน้ำในอากาศสามารถกระตุ้นหรือส่งผลต่อกระบวนการทางเคมี ทางกายภาพ หรือทางชีวภาพบางอย่างได้
องค์ประกอบของอากาศ
นอกจากนีออน เฮเลียม เคริปตอน และเซนนอนในปริมาณเล็กน้อยแล้ว อากาศที่สะอาดและแห้งยังประกอบด้วยสารต่อไปนี้: ไนโตรเจน 78.10% ออกซิเจน 20.93% อาร์กอน 0.93% คาร์บอนไดออกไซด์ 0.03% และไฮโดรเจน 0.01% นอกจากส่วนประกอบเหล่านี้แล้ว สภาพแวดล้อมและอากาศภายนอกยังมีสารในสถานะก๊าซและของแข็งจำนวนมาก รวมถึงปริมาณน้ำในรูปแบบไอน้ำด้วย ดังนั้น อากาศจึงเป็นการผสมกันของก๊าซหลายชนิดและไอน้ำ
ความชื้นสัมพัทธ์และการวัดตัวแปรที่สำคัญที่สุด
ความชื้นสัมพัทธ์
ความสามารถของอากาศในการดูดซับความชื้นจะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ระดับความชื้นจะถูกกำหนดเสมอโดยการวัดความชื้นสัมพัทธ์ ซึ่งอธิบายถึงอัตราส่วนของความชื้นในอากาศในปัจจุบันต่อความชื้นสูงสุดที่เป็นไปได้ การวัดอื่น ๆ ทั้งหมดจะทำโดยใช้เครื่องวัดจากความชื้นสัมพัทธ์และอุณหภูมิ
อุณหภูมิจุด露
ความชื้นที่ต่ำมากแสดงด้วยอุณหภูมิจุด露 ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่เกิดการ疑聚ในอากาศ
ความชื้นสัมบูรณ์
ความชื้นสัมบูรณ์อธิบายจำนวนกรัมของน้ำที่อยู่ในอากาศหนึ่งลูกบาศก์เมตร มันได้รับผลกระทบจากความเปลี่ยนแปลงของแรงดันกระบวนการ
อัตราการผสม
คำนวณอัตราส่วนการผสมระหว่างกระบวนการอบแห้ง อัตราส่วนนี้ไม่ขึ้นกับอุณหภูมิและแรงดัน และอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างมวลไอน้ำกับมวลก๊าซแห้ง นอกจากอุณหภูมิแล้ว เครื่องวัดความชื้นยังต้องได้รับข้อมูลเกี่ยวกับแรงดันกระบวนการ
วิธีการวัด
วิธีการวัดความชื้นแบบความจุ

เครื่องวัดความชื้นแบบความจุ ใช้ในการคำนวณความชื้นสัมพัทธ์และตัวแปรที่ได้มา โดยใช้หัววัดที่สามารถเปลี่ยนได้อย่างชาญฉลาด ในประเภทนี้ หัววัดสามารถถอดออกและเปลี่ยนได้ พวกมันถูกใช้ในหลากหลายสาขา เช่น เทคโนโลยีการวัดสภาพอากาศ อุตสาหกรรมเภสัชกรรม โรงเรือน และห้องสะอาด ห้องเก็บของ และห้องเย็น
ในกรณีส่วนใหญ่ วิธีการวัดความชื้นแบบความจุจะถูกใช้เพื่อวัดระดับความชื้น เทคโนโลยีเซนเซอร์นี้มักประกอบด้วยคอนเดนเซอร์ ซึ่งสารกั้นไฟฟ้าสามารถดูดซับหรือปล่อยออกตามความชื้นของอากาศรอบข้าง ความชื้นสามารถส่งผลต่อค่าคงที่ของสารกั้นไฟฟ้าในวัสดุโพลิเมอร์ ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อความจุของคอนเดนเซอร์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่อยู่ด้านหลังจะใช้ค่าความจุที่วัดได้เพื่อคำนวณความชื้นสัมพัทธ์อย่างแม่นยำ หลักการทำงานนี้สามารถนำไปใช้ในสถานการณ์การใช้งานส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์เฉพาะสามารถใช้งานได้เฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง ในอุปกรณ์เหล่านี้ พื้นที่ใต้ฝาครอบเซนเซอร์จะถูกทำความร้อน เพื่อลดความชื้นสัมพัทธ์และทำให้วัดค่าได้อย่างเชื่อถือได้ ในสื่อกลางที่มีสิ่งปนเปื้อน ให้ใช้กรองแบบเผาผงเพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งสกปรกเข้ามาและปกป้องส่วนประกอบเซนเซอร์ที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลง
วิธีการวัดความชื้นของไฮโกรมิเตอร์
หัววัดความชื้นของไฮโกรมิเตอร์ใช้เพื่อคำนวณความชื้นสัมพัทธ์ เหมาะสำหรับการวัดความชื้นในอุตสาหกรรมปรับอากาศและอุตสาหกรรม คุณลักษณะที่ดีคือองค์ประกอบการตรวจจับมีความต้านทานต่อน้ำสูง ซึ่งทำให้อุปกรณ์สามารถใช้งานได้อย่างต่อเนื่องในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูงจนกระทั่งเกิดการอิ่มตัว
ในสภาพอากาศที่มีความชื้นสูงหรือมลพิษทางอากาศ การวัดความชื้นด้วยไฮโกรมิเตอร์สามารถให้คำตอบที่ถูกต้องได้ วิธีการนี้เป็นส่วนหนึ่งของสูตรการเปลี่ยนแปลงความยาว ซึ่งหมายความว่าองค์ประกอบเส้นใยที่อยู่ภายในสามารถเปลี่ยนความยาวเมื่อความชื้นในอากาศเปลี่ยนแปลง การเปลี่ยนแปลงความยาวจะถูกส่งไปยังเข็มชี้หรือโพเทนเชียโลมิเตอร์ผ่านระบบส่งกำลังพิเศษ ระบบดังกล่าวคำนวณเฉพาะความชื้นสัมพัทธ์โดยไม่มีตัวแปรที่ได้มา นอกจากนี้ เทคโนโลยีการวัดนี้ไม่จำเป็นต้องใช้แหล่งจ่ายไฟ และเหมาะสำหรับการติดตั้งเครื่องควบคุมความชื้นที่ประหยัดต้นทุน ช่วงอุณหภูมิที่ใช้งานคือ -40~+80 °C และช่วงความชื้นคือ 35~100% RH
วิธีการวัดความชื้นแบบลูกแก้วแห้งและลูกแก้วเปียก
ไฮโกรมิเตอร์ ใช้ในการคำนวณอุณหภูมิลูกแก้วแห้งและความแตกต่างของความชื้น ใช้สำหรับก๊าซที่มีสารละลายและก๊าซกัดกร่อน; ยังสามารถทำการวัดต่อเนื่องได้ในอุตสาหกรรมการแปรรูปเนื้อสัตว์และการผลิตชีส
ในอากาศที่มีมลพิษหรือกัดกร่อน ความชื้นสามารถวัดได้โดยใช้วิธีแบบเปียก-แห้งในช่วงอุณหภูมิ 5-95 °C ในการวัดแบบเปียก-แห้ง เทอร์โมมิเตอร์จะถูกวางไว้โดยตรงในอากาศรอบข้างเพื่อวัดอุณหภูมิของบัลลังก์แห้ง อีกตัวหนึ่งจะถูกล้อมรอบด้วยแกนดูดซับที่จุ่มอยู่ในน้ำ เพื่อใช้วัดอุณหภูมิของบัลลังก์เปียก ที่โพรบวัดความชื้น จะเกิดการดูดซับความร้อนเนื่องจากการระเหย และทำให้อุณหภูมิสมดุลต่ำลง ความแตกต่างระหว่างสองอุณหภูมินี้เรียกว่าความแตกต่างของความชื้น - ยิ่งอากาศแห้งมากเท่าไหร่ ความแตกต่างก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น โพรบวัดอุณหภูมิ RTD สองตัวจะเชื่อมต่อกับหน่วยประเมินผล ซึ่งคำนวณความชื้นสัมพัทธ์จากความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิบัลลังก์แห้งและวิธีการวัดแบบแห้ง-เปียก การวัดนี้มีความทนทานมากและสามารถให้ความแม่นยำในการวัดที่ดีในช่วงกลางถึงต่ำ อย่างไรก็ตาม ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูงจนเกิดการเย็นตัวน้อยมาก การวัดนี้จะไม่แม่นยำ นอกจากนี้ การติดตั้งค่อนข้างซับซ้อนและมักจะต้องใช้พัดลมในการสร้างกระแสอากาศที่เหมาะสม นอกจากนี้ ระบบยังต้องการการบำรุงรักษา เช่น จำเป็นต้องตรวจสอบระดับน้ำและเปลี่ยนแกนดูดซับ