|
|
|
Senzori de umiditate
Metoda cea mai precisa de determinare a umiditatii, luata in majoritatea cazurilor ca metoda etalon, este metoda cantaririi si compararii maselor ce apar in formulele de definitie. Fiind insa o metoda greoaie care comporta operatii ce dureaza destul de mult (necesita uscarea materialelor), este folosita numai cand este necesara o precizie foarte mare. Pentru masuratori rapide s-au construit aparate electronice de masurat, care se bazeaza pe variatia anumitor proprietati fizice ale materialelor cu continutul lor de umiditate.
Cantitatea de vapori de apa dintr-un amestec gazos se caracterizeaza prin umiditatea relativa si absoluta a acelui amestec.
Umiditatea absoluta - reprezinta cantitatea (masa) vaporilor de apa continuta intr-un metru cub normal de amestec gazos g / m3.
Umiditatea relativa reprezinta raportul dintre cantitatea vaporilor de apa continuta intr-un metru cub de gaz la aceeasi temperatura.
In procesul de masurare a umiditatii se foloseste uneori o marime specifica numita punct de roua care reprezinta temperatura la care vaporii de apa dintr-un gaz ajung la saturatie.
1 Umidimetre rezistive
Acestea folosesc fenomenul de scadere a rezistentei unui corp umed odata cu cresterea continutului de apa.
Intr-un anumit interval de masurare - in general la umiditati cuprinse intre 2 20 % - fenomenul este descris suficient de bine de ecuatia empirica:
log R = a - bUr
unde:
a si b sunt constante de material;
R - rezistenta ;
Ur - umiditatea relativa.
Conductibilitatea apei depinde de fapt de ionizarea partiala produsa de sarurile dizolvate. Acestea variaza ca natura si ca proportie in solutie de la un material la altul, rezultand necesitatea etalonarii aparatelor pentru fiecare material in parte.
Traductoarele rezistive constau, de obicei, din doi electrozi intre care materialul cercetat constituie rezistenta masurata. Ele sunt foarte variate, dat fiind multitudinea materialelor ce se masoara cu aceasta metoda. Cerintele specifice ce se impun celulelor de masurare sunt:
> rezistenta proprie foarte constanta;
> rezistenta mare de izolatie intre electrozi, de ordinul 1011 1013 ohmi (deoarece probele uscate pot avea rezistente foarte mari, ce nu trebuie sa fie suntate de rezistenta celulei);
> reproductibilitate a conditiilor de masurare (de exemplu, suprafata de contact cu proba sa fie constanta).
Masuratorile de rezistenta asupra materialelor umede sunt afectate de temperatura. Influenta temperaturii insa, are un caracter reproductibil si permite efectuarea de corectii direct asupra umiditatii citite in anumite intervale restranse de umiditate, aplicandu-se corectii constante.
Un alt fenomen care poate produce erori este polarizarea electrochimica la nivelul electrozilor sau in materialul umed, care apare in curent continuu. De aceea, se recomanda sa se lucreze in curent alternativ sau la un curent continuu care sa nu depaseasca cativa microamperi.
2 Metode de masurare a umiditatii
a) Cu senzor capacitiv: capacitate variabila - oscilator cu frecventa
variabila - masurare frecventa;
b) Cu traductor de impedanta: impedanta variabila - masurare
reflexie unde;
c) Cu senzor rezistiv: rezistenta variabila;
d) Cu generator de curent constant - Masurare tensiune - Convertor
Analog-Numeric;
e) Astabil - Convertor rezistenta - frecventa - aceasta metoda a fost
descrisa anterior la metoda de masurare a temperaturii cu termistor in circuit de astabil.
e.1 Contorizare impulsuri/timp fix;
e.2 Cronometrare numar fix de impulsuri.
3 Alte metode de masurare a umiditatii
Pentru a masura umiditatea se aplica metode prin care se realizeaza o dependenta intre diverse marimi fizice si umiditate.
Metoda gravimetrica - se bazeaza pe determinarea, prin cantarire, a cantitatii de apa absorbita de o substanta chimica dintr-o cantitate anumita de gaz analizat. Facand raportul dintre cantitatea de apa extrasa si volumul de gaz vehiculat (cantarind substanta inainte si dupa parcurgerea probei de gaz) se obtine valoarea umiditatii absolute.
Metoda higrometrica - se bazeaza pe modificarea directa sau indirecta a proprietatilor fizice ale unor substante in functie de umiditatea unui gaz de masurat.
Metoda punctului de roua - permite determinarea gradului de umiditate prin masurarea temperaturii de condensare (saturatie) a vaporilor de apa dintr-un gaz (punct de roua).
Metoda psihometrica - se bazeaza pe sesizarea cantitatii de caldura necesara procesului de evaporare a apei continuta intr-un volum de gaz. Masurarea umiditatii unui gaz cu ajutorul psihometrului se reduce, de fapt, la determinarea diferentei de temperatura dintre doua termometre cu termorezistente: un termometru masurand temperatura gazului uscat, iar al doilea - pe cea a gazului umed.
