سنسور رطوبت سنج

سنسور رطوبت سنج چیست؟

سنسور رطوبت سنج یکی از مهم ترین دستگاه هایی است که به طور گسترده در کاربردهای مصرفی، هواشناسی، صنعتی، پزشکی، تولیدی و محیطی و غیره برای اندازه گیری و پایش رطوبت محیط هایی نظیر هوا، گلخانه، خاک، هوا، پنل های چوبی، گچ، بتون و ... استفاده می شود. لئوناردو داوینچی یک طرح ساده و در عین حال هوشمندانه برای سنجش رطوبت ارائه داد که در آن دو ماده جاذب و غیر جاذب در اطراف یک گیج ثابت شده بودند. با افزایش رطوبت هوا، به دلیل قدرت جذب، ماده جاذب از رطوبت اشباع شده و سنگین می شود. سپس با محاسبه اختلاف وزن ماده جاذب و مقایسه این مقدار با وزن ماده غیر جاذب، رطوبت نسبی هوا اندازه گیری می شود.

رطوبت سنج و دماسنج مدل DT-91 برند CEM

واحد اندازه گیری رطوبت سنج

واحد اندازه گیری رطوبت برای اجسام و شرایط محیطی مختلف متفاوت است. در بعضی موارد می توان میزان رطوبت را با درصد نشان داد و برای بعضی دیگر از مقیاس 0~100 استفاده می کنیم که 0 میزان حداقل رطوبت و 100 حداکثر رطوبت است. برخی از دستگاه ها به کمک سه شاخص خشک , مرطوب و خیس وضعیت را به کاربر گزارش می کنند.

انواع دستگاه رطوبت سنج بر اساس روش اندازه گیری

رطوبت سنج بر اساس روش اندازه گیری رطوبت به دو دسته تقسیم می شوند:

1. سنسورهای رطوبت نسبی (RH) 
2. سنسورهای رطوبت مطلق (AH) 

سنسورهای رطوبت نسبی (RH)

رطوبت سنج نسبی با مقایسه میزان رطوبت در یک دمای معین نسبت به حداکثر مقدار رطوبت هوا در همان دما، رطوبت را اندازه گیری می کند. بنابراین حسگرهای RH با اندازه گیری دما، رطوبت را تعیین می کنند. در مقابل، رطوبت سنج مطلق بدون نیاز به اندازه گیری دما، رطوبت را اندازه گیری می کند.

انواع سنسور رطوبت نسبی (RH)

سنسور RH دارای دو حسگر رطوبت خازنی و مقاومتی هستند. حسگرهای خازنی از دو الکترود و یک لایه دی الکتریک نازک (ایزولاتور) بین آنها تشکیل شده است. هنگامی که سنسور صنعتی در معرض رطوبت قرار می گیرد، مقدار ثابت دی الکتریک و در نتیجه آن ظرفیت خازن تغییر می کند. به کمک اختلاف ولتاژ ایجاد شده در اثر تغییر ظرفیت خازن، میزان رطوبت محیط محاسبه می شود.

مزایای سنسورهای خازنی رطوبت

• ولتاژ خروجی تقریباً خطی است
• ارائه نتایج پایدار
• تشخیص طیف وسیع رطوبت

معایب سنسورهای خازنی رطوبت

• فاصله از سنسور هنگام اندازه گیری محدود و کوتاه است

کاربرد سنسورهای خازنی رطوبت

1. سیستم های HVAC (تعمیر و نگهداری)
2. پرینترها و دستگاه های فکس
3. ایستگاه های هواشناسی
4. اتومبیل
5. فرآوری مواد غذایی
6. یخچال، فر و خشک کن

سنسورهای رطوبت مقاومتی مشابه حسگر های خازنی از یک مقاومت متغیر با رطوبت استفاده می کند که با تغییر رطوبت، مقدار مقاومت آن افزایش یا کاهش می‌یابد. 

شماتیک سنسور رطوبت مقاومتی

مزایای سنسورهای رطوبت مقاومتی

• قیمت مناسب
• اندازه کوچک
• فاصله از سنسور می تواند زیاد باشد (مناسب برای عملیات از راه دور).
• قابل تعویض است؛ زیرا هیچ استانداردی برای کالیبراسیون ندارد.

معایب سنسورهای رطوبت مقاومتی

• حساس به بخارات شیمیایی و سایر آلاینده ها 
• در صورت استفاده برای مواد محلول در آب، خروجی پایدار نخواهد بود

کاربرد سنسورهای رطوبت مقاومتی

• در کاربرد های صنعتی، خانگی یا مسکونی و تجاری استفاده می شوند.

سنسورهای رطوبت مطلق (AH) 

سنسورهای رطوبت مطلق (AH)، با اندازه گیری اختلاف بین رسانایی حرارتی هوای خشک و هوای محیط اطراف با استفاده از دو پراب، رطوبت مطلق را اندازه گیری می کنند.

انتهای پراب ها به دو ترمیستور کوچک با ضریب دمایی منفی متصل شده است. یکی از ترمیستور ها به صورت هرمتیک در محفظه ای پر از نیتروژن خشک بسته شده در حالیکه دیگری از طریق سوراخ های کوچک در معرض محیط باز قرار می گیرد.

هنگامی که مدار روشن می شود، مقاومت دو ترمیستور محاسبه شده و تفاوت بین این دو مقدار با رطوبت مطلق (AH) نسبت مستقیم دارد.

مزایای سنسورهای رطوبت رسانایی حرارتی

• مناسب برای محیط های با دمای بالا و شرایط خورندگی بالا
• بسیار بادوام
• وضوح بالاتر در مقایسه با مدل های دیگر

معایب سنسورهای رطوبت رسانایی حرارتی

• قرار گرفتن در معرض هر گاز دیگری با خواص حرارتی متفاوت با نیتروژن ممکن است بر اندازه‌گیری اثر بگذارد.

کاربردهای سنسورهای رطوبت رسانایی حرارتی

• کوره های خشک کن
• گیاهان دارویی
• خشک کن لباس و ماشین لباس شویی

ملاحظات مهم هنگام انتخاب رطوبت سنج

• دقت سنسور
• کالیبراسیون - الزامات و روش ها
• اندازه سنسور
• هزینه سنسور و هزینه تعویض
• تکرارپذیری خروجی
• پیچیدگی مدار
• مقاومت در برابر آلودگی
• قابلیت اطمینان سنسور
• امکان ثبت بیش ترین و کم ترین مقدار 

انواع رطوبت سنج

رطوبت سنج دیجیتال رو میزی 

• جهت اندازه گیری رطوبت و دما در محیط های محصور نظیر آزمایشگاه، بیمارستان و محیط های کاری در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند. 
• معمولا این دستگاه ها دارای سنسورهای مستقل بوده و قابلیت کالیبراسیون در بعضی از سنسورها وجود ندارد.

رطوبت سنج و دماسنج دیواری-رومیزی مدل DT-323 برند CEM

رطوبت سنج دیجیتال صنعتی 

دارای دو دسته پراب سرخود و پراب جدا هستند. در برخی از مدل ها، امکان کالیبراسیون سنسورهای دما و رطوبت دستگاه وجود دارد. امکان ثبت بیش ترین و کم ترین مقدار و یا تنظیم ست پوینت برای آلارم در برخی مدل های این دستگاه.

رطوبت سنج و دماسنج دیجیتال آزمایشگاهی مدل DT-1700 برند CEM

رطوبت سنج جامدات

دستگاهی که میزان رطوبت جامداتی نظیر خاک، چوب، گچ، کاغذ و بتن را اندازه گیری می‌کند و به آن رطوبت سنج جامدات (نم سنج) می گویند و به دو دسته پراب مخرب و پراب غیر مخرب تقسیم می شوند. 

1) پراب مخرب (نفوذی)

پراب مستقیما داخل جسم فروشده و پس از اندازه گیری، نتایج به صورت نموداری و یا عددی بر روی نمایشگر دستگاه نشان داده می شود. 

رطوبت سنج تماسی جامدات پراب سرخود مدل DT-129 برند CEM

2) پراب غیر مخرب (غیر نفوذی)

در این تجهیز سنجش رطوبت جامدات به صورت آلتراسونیک و غیر مخرب انجام می شود.  

رطوبت سنج غیر مخرب جامدات و مصالح ساختمانی مدل DT-853 برند CEM