رطوبت سنجی و انواع آن

رطوبت سنجی humidity meter

رطوبت سنج دستگاهی است که به وسیله آن می توان رطوبت محیط و یا اجسام (گچ، چوب، خاک و…) و در بعضی از مدل ها دما و نقطه شبنم را نیز اندازه گیری کرد. همچنین با استفاده از ترانسمیترهای رطوبت می توان مقادیر اندازه گیری شده را به منظور رکوردگیری و کنترل به PLC یا اتاق کنترل ارسال کرد. از رطوبت سنج ها می توان در صنایع کشاورزی، انبارها، صنایع غذایی، اتوماسیون صنعتی و خانگی و بطور کلی در مواردی که نیاز به اندازه گیری رطوبت می باشد، استفاده کرد.
با توجه به اهمیت مفاهیم در زمینه رطوبت سنجی در این مطلب به معرفی این مفاهیم پرداخته ایم:

توده‌های هوا :
یك توده هوا عبارت است از حجم عظیمی از هوا كه خصوصیات فیزیكی آن بویژه از نظر دما و رطوبت در سطح افقی برای صدها كیلومتر تقریباً همسان باشد.
توده‌های هوا خصوصیات اصلی خود را از سطحی كه در روی آن تشكیل می‌شوند كسب می‌كنند و از این جهت است كه خصوصیات حرارت و رطوبت هر توده هوا به طور مستقیم از طریق طبیعت سطح زیرین آن تعیین می‌گردد. مهم ترین مناطق منشأ توده‌های هوا در روی كره زمین مراكز پرفشار جنب حاره و مناطق قطبی می ‌باشند.
توده‌های هوا با حركت تدریجی خود خصوصیات نواحی منشأ خود را به سایر مناطق جهان گسترش می‌دهند این حالت را معمولاً «هجوم موج سرد» و یا موج گرم می‌ گویند.

جبهه‌ها :
به طور كلی بین توده‌های هوای مختلف با خصوصیات متفاوت، منطقه گذرایی كه در اصطلاح هواشناسی بنام «جبهه» معروف است وجود دارد. جبهه‌ها نواحی انتقالی كوچك یا وسیعی می‌باشند كه وسعت ناحیه آنها از ده الی صد كیلومتر تغییر می‌كند با وجود این در روی نقشه های هواشناسی جبهه‌ها را با خطی نشان می ‌دهند جبهه‌ها از لحاظ شرایط اقلیمی و هواشناختی اهمیت ویژه‌ای را حائزند. زیرا در مناطق انتقالی و گذری آنها بین عناصر فشار، حرارت‌، پراكندگی بارندگی‌، میزان ابرناكی‌، جهت وزش باد و شدت آن ارتباط بسیار نزدیكی برقرار می‌گردد. و می‌توان از ‎آن چهار نوع جبهه نام برد جبهه گرم- جبهه سرد-جبهه مسدود و جبهه ساكن.

مه (Fog) :
تراكم حاصل از سردشدن ذرات بخار آب در نزدیكی سطح زمین كه بصورت ذرات معلق در فضای سطحی مشاهده می ‌گردند مه نامیده می‌‌ شود. به عبارت دیگر مكانیزم تشكیل مه شبیه مكانیزم تشكیل ابرها می ‌باشد اساساً بیان جدایی مه از ابر نیز مشكل است زیرا مه‌ها در حقیقت ابرهای استراتوس هستند كه در سطح زمین و یا در طبقه‌ایی بسیار نزدیك به زمین تشكیل می ‌گردند.

تبخیر (Evaporation):
در مورد تبخیر از سطح آبها، درجه حرارت، شدت باد و درجه نمناكی بزرگترین نقش را بازی می‌ كنند در واقع تبخیر تابعی از شرایط حرارتی است علاوه بر عوامل اساسی یاد شده فوق، فشار بخار آب، خصوصیات آب، عمق و درجه شوری آن نیز بر تبخیر اثر می‌گذارند.

گرمای نهان تبخیر (Latent-heat-of vaporization):
برای تبخیر یك گرم آب در دمای صفر درجه سانتیگراد ششصد كالری گرما و در دمای صد درجه سانتیگراد پانصد و چهل كالری از گرما مورد نیاز است و چون دما عبارت است از «میانگین انرژی حركت مولكولی یك جسم» زمانی كه آب تبخیر می‌شود فقط ذراتی قادرند سطح آب را ترك كرده و به اتمسفر وارد شوند كه دارای سرعت فوق میانگین انرژی یاد شده باشند. از این رو حركت مولكولی كند شده و دمای سطح آب در حال تبخیر پایین می‌آید.
انرژی گرمایی اضافی كه با ذرات تبخیر محل می‌گردند به عنوان (گرمای نهان تبخیر) نامیده می‌شود. این گرما در زمان تراكم رطوبت،از طریق توده آب متراكم و یا تشكیل ابرها به اتمسفر پس داده می‌شود. اهمیت جذب گرمای نهان در فرایند مهمی چون گرم شدن اتمسفر و نقش آن در بیلان گرمای اتمسفر روشن است .

تعرق :
گیاهان، آبی را كه برای تامین فعالیت حیاتی خود از طریق زمین بدست می‌آورند بعد از مصرف بصورت بخار آب به اتمسفر پس می‌دهند آخرین مرحله گردش آب درون پوشش گیاهی را تعرق می ‌گویند.

ظرفیت (Capacity):
بخار آب موجود در اتمسفر به عنوان رطوبت هوا نامیده می‌شود. حداكثر بخار آبی كه هوا در دمای معینی می‌تواند دارا باشد به عنوان ظرفیت هوا نامیده می‌ شود .

اشباع (ٍSaturation):
اشباع عبارت است از حداكثر ظرفیت رطوبتی هوا در دمای معین بطور كلی هوا زمانی به حالت اشباع می‌رسد كه یا میزان بخار آب در آن به حداكثر ظرفیت خود برسد و یا از درجه حرارت آن تا نقطه شبنم كاسته شود.

نقطه شبنم (Dewpoint) :
دمایی است كه در آن هوا به حد اشباع می‌رسد و به عبارت دیگر، در صورتی كه در فشار ثابت تغییری در نسبت مخلوط ایجاد نگردد ولی دمای هوا پایین آید دمای ویژه جدیدی حاصل خواهد شد كه بدان ، دمای نقطه شبنم گفته می‌شود.

نم مطلق (Absolute humidity) :
وزن بخار آب موجود بر حسب گرم در هر واحد حجمی از هوا (بر حسب متر مكعب یا سانتی متر مكعب ) را نم مطلق می‌گویند و میزان آن از استوا به سمت قطبها و از سواحل به درون خشكیها و از مناطق پست به سمت نواحی مرتفع كاسته می‌شود .

نم ویژه (Specificn humidity) :
نسبت وزن بخار آب به وزن واحد هوایی را كه شامل آن است نم مخصوص می‌گویند.

نم نسبی (Relative humidity) :
رطوبت نسبی عبارت است از نسبت میزان رطوبت مطلق موجود در هر حجمی از هوا با دما معینی، به حداكثر رطوبت مطلقی كه همان حجم از هوا در همان دما می‌تواند داشته باشد.
به عبارت دیگر نسبت جرم بخار آب موجود در هر حجمی از هوا به جرم بخار آب موجود در همان حجم هوا را در حالت اشباع «نم نسبی» می‌گویند.
مثلاً اگر یك كیلوگرم از هوا در دما و فشار معینی قابلیت جذب حداكثر تا 30 گرم بخار آب را داشته باشد ولی فقط دارای 10گرم رطوبت باشد دمای نم نسبی معادل 50 درصد است .

فشار بخار آب (Vapor pressure) :
در هر دمایی بخار آب موجود در هوا دارای فشاری است كه به عنوان فشار بخار آب نامیده می‌شود . میزان در ارتباط با عرض و فصل در حدود 0.2 میلی بار از سیبری شمالی در دی ماه تا 30 میلی بار در مناطق حاره در تیر ماه تغییر می‌كند.

تراكم :
تبدیل بخار آب به حالت جامد یا مایع در هوا را تراكم می‌گویند. شرط اصلی جهت تراكم رسیدن و گذر از نقطه اشباع است از طرف دیگر شرط لازم برای وقوع فرایند تراكم وجود هسته‌های تراكم در هواست این هسته‌ها عموماً باید جاذب رطوبت باشند و مهمترین ذرات جاذب رطوبت در اتمسفر، نمك دریا، ذرات اوگانیك‌ و تری اكسید سولفور است.

تصعید (Sublimation) :
زمانی كه درجه حرارت هوا زیر نقطه انجماد باشد، بخار آب ممكن است مستقیماً به یخ تبدیل گردد این فرایند تصعید نامیده می‌شود.

شبنم (Dew) :
شبنم رطوبتی است متراكم كه به صورت قطراتی روی اشیاء و سطوح مختلف مشاهده می‌گردد در شب‌های صاف و آرام، زمین از طریق تشعشع خود، به سرعت سرد می‌شود و درجه حرارت آن از هوای مجاور كمتر می‌شود و هوای اطراف كه خنك شده، در نتیجه تماس با زمین تا نقطه شبنمسرد می‌شود لازم به یادآوری است كه به احتمال قوی این امر در لایه بسیار نازكی از هوا و حدود چند سانتیمتر قبل از برخورد با زمین بوقوع می‌پیوندد. در نتیجه سرد شدن زیادی در زیر نقطه شبنم، بخار آب مازاد در هوا متراكم می‌شود.

ژاله (Frost) :
شرایط ژاله و شبنم عملاً با یك استثناء همسانند. شبنم زمانی كه پدیده تراكم در روی اشیاء سرد فوق نقطه انجماد بوجود آید تشكیل می‌شود در صورتی كه ژاله زمانی كه تراكم در زیر دماهای نقطه انجماد رخ می‌دهد تشكیل می‌شود. تحت چنان شرایطی، رطوبت هوا، مستقیماً از حالت بخار به حالت جامد، بدون گذشتن ازحالت مایع، تغییر شكل می‌دهد به این ترتیب ژاله پدیده متبلوری است كه به شكل فلس، سوزن، و پرمرغ در شب‌های سرد، در روی سطح زمین و اشیاء بوجود می‌آید.

مه یخ‌زده (Rime) :
در برخورد قطرات ریز یك توده هوای مه دار با اشیاء جامدی كه دارای دمای زیر نقطه انجمادند، ته نشینی از كریستال‌های یخ سفید و زبر تشكیل می‌شود كه به آن مه یخ زده می‌گویند.

برخی از رطوبت سنج های موجود در فروشگاه: