Havanın (və digər qazların) rütubətini ölçmək üçün geniş istifadə olunan alət kondensasiya hiqrometridir. Onun iş prinsipi şeh nöqtəsi adlanan temperaturu ölçməkdən ibarətdir ki, bu zaman havadan nəmin kondensasiyası başlanır.
Havanın rütubəti nədir
Hiqrometr havanın rütubətini ölçür, bu mütləq və ya nisbi dəyər kimi təqdim edilə bilər. Bunlardan birincisi sadəcə olaraq 1 kubmetrdə su buxarının kütləsini verir. m hava müəyyən bir temperaturda. Ancaq ikincisi, havadakı su buxarının doyma vəziyyətinə, yəni maye fazası ilə dinamik tarazlığa nə qədər yaxın olduğunu göstərir - nə buxarlanma, nə də kondensasiya olmadıqda. Havanın ölçülən mütləq rütubətinin doyma vəziyyətində onun mütləq rütubətinə nisbətinə bərabərdir. Havadakı su buxarı doyduqda (yenə də müəyyən bir temperaturda) həmin havanın nisbi rütubəti 100% təşkil edir. Doymamış su buxarı olan havada, müvafiq olaraq, daha azdır.
Kondensasiya hiqrometri necə işləyir
Havanın rütubətini təyin etmək üçün hər hansı bir cihazın iş prinsipi, bir qayda olaraq, temperatur, təzyiq, kütlə və ya rütubəti udan maddədə mexaniki və elektrik dəyişiklikləri kimi bəzi digər kəmiyyətləri ölçməkdən ibarətdir.. Müvafiq kalibrləmə və hesablama ilə bu ölçülmüş dəyərlər mütləq və ya nisbi rütubətin təyin edilməsinə səbəb ola bilər. Bu prosesdə çox mühüm rolu şeh nöqtəsi adlanan buxar doymasının baş verdiyi temperatur oynayır. Bir qayda olaraq, havanın rütubətini təyin etmək üçün müasir elektron cihazlar bu temperaturu və ya müxtəlif uducu maddələrin elektrik tutumunda və ya müqavimətində dəyişiklikləri ölçür və sonra (avtomatik olaraq) rütubət göstəricilərinə çevrilir.
Kondensasiya hiqrometri cihazı
Onun işi havadakı su buxarının şeh nöqtəsi üsulu ilə dəqiq ölçülməsinə əsaslanır. Bu üsul səthin, adətən metal güzgünün güzgünün səthindəki suyun səthin üstündəki nümunə qazındakı suyun buxar təzyiqi ilə tarazlıqda olduğu bir temperatura qədər soyudulmasını əhatə edir. Bu temperaturda güzgünün səthindəki suyun kütləsi nə artmır (səth çox soyuqdursa), nə də azalır (səth çox istidirsə), yəni güzgü üzərindəki buxar üzərindəki su kondensatı ilə dinamik tarazlıqdadır. güzgü (buxar doymuşdur).
Bu güzgü yaxşı istilik keçiriciliyi olan (gümüş və ya mis kimi) materialdan hazırlanmışdır vəqaralma və oksidləşmənin qarşısını almaq üçün iridium, rubidium, nikel və ya qızıl kimi təsirsiz metal ilə örtülmüşdür. Güzgü kondensat əmələ gələnə qədər termoelektrik soyuducu (Peltier effekti) ilə soyudulur. Adətən bərk cisimli genişzolaqlı işıq yayan dioddan gələn işıq şüası güzgü səthinə yönəldilir və fotodetektor əks olunan işığı izləyir, güzgüdə kondensasiya olmadıqda onun axını maksimum olur.
Uşaq güzgüsü hiqrometrinin işləmə üsulu
Güzgünün güzgü səthində şeh damcıları əmələ gələndə əks olunan işıq səpələnir. Bu halda, onun fotodetektora daxil olan axını azalır, bu da sonuncunun çıxış siqnalının dəyişməsinə səbəb olur. Bu, öz növbəsində, şeh nöqtəsində sabit güzgü temperaturunu saxlayan analoq və ya rəqəmsal termoelektrik soyuducu idarəetmə sistemi tərəfindən idarə olunur. Düzgün hazırlanmış bir sistemlə, güzgü kondensasiya sürətinin şeh qatının buxarlanma sürətinə tam olaraq bərabər olduğu bir temperaturda saxlanılır. Güzgüdə quraşdırılmış dəqiq miniatür platin müqavimət termometri (PRT) həmin nöqtədəki temperaturu ölçür və bu, avtomatik olaraq rütubət göstəricisinə çevrilir.
Nəzərdə tutulan dizaynda havanın rütubətini ölçmək üçün hiqrometrə həmçinin qazın təhlil edilən hissəsində vurmaq üçün vakuum nasosu və çirkli şəraitdə əlavə filtrasiya elementləri daxildir.
Nəzərdən gələn hiqrometrlərin üstünlükləri
Sadə iş prinsipinə əsaslanan, geniş ölçmə diapazonuna, yüksək dəqiqliyə və sabit göstəricilərə malik belə alətlər sənaye və elmi tədqiqatlarda geniş istifadə olunur. Tipik bir şeh nöqtəsi hiqrometri, bir çox digər rütubət sensorlarından fərqli olaraq, yenidən kalibrləmə ehtiyacını minimuma endirməklə, çox sabit, faktiki olaraq aşınmaya davamlı edilə bilər. Çiy nöqtəsi rütubət hiqrometri 100 °C-dən minimum -70 °C-ə qədər olan temperatur intervalında şeh nöqtəsini ölçməyə qadirdir. Bu halda ölçmə dəqiqliyi dərəcənin onda biri qədərdir.
Nəzarət olunan dizaynın bir çox hiqrometrləri mikroprosessor nəzarəti ilə təchiz olunub və rezistiv temperatur sensoru ilə birlikdə şeh nöqtəsindən əlavə və ya onun yerinə istənilən istənilən rütubət parametrlərini hesablaya və xarici göstəricidə göstərə bilir. Bundan əlavə, bu cihazlar simsiz texnologiyadan istifadə edərək nəticələrin ötürülməsinə imkan verir. Təbii ki, bu cür cihazlar avtomatlaşdırılmış məlumatların toplanması və müvafiq texniki proseslərə nəzarət üçün müxtəlif sənaye sistemlərinin bir hissəsi kimi geniş istifadə olunur.
Belə bir hiqrometrin qiyməti nə qədərdir? Onun qiyməti, əlbəttə ki, cihazın elektron idarəetmə sisteminin mövcudluğundan və mürəkkəbliyindən asılı olaraq, əsasən həyata keçirilən funksiyalar dəsti ilə müəyyən edilir. Beləliklə, rəqəmsal osiloskop kimi görünən stasionar kondensasiya hiqrometrinin qiyməti ən azı 4000 dollardır. Xüsusilə "qabaqcıl" modellərin qiyməti 10.000 dollardan çox ola bilər. BazardaSiz həmçinin tam funksional portativ hiqrometr tapa bilərsiniz. Onun qiyməti 1 ilə 2 min dollar arasındadır.
Kondensasiya hiqrometrlərinin çatışmazlıqları
Nəzərdən keçirilən hiqrometrlər sistemi ölçmə prosesində ən səmərəli hesab edilsə də, onun dezavantajı əməliyyat zamanı ölçmə yolunun hissələrinin qaçılmaz çirklənməsidir.
Soyudulmuş güzgülərlə təchiz olunmuş hiqrometrlər güzgüdə həll olunan və həll olunmayan çirkləndiricilərin olması səbəbindən ölçmə qeyri-dəqiqliyini artırır. Həll olunmayan hissəciklər güzgünün optik xüsusiyyətlərinə təsir göstərir. Güzgüdə orta dərəcədə tozluluq və ya həll olunmayan hissəciklərin görünüşü şeh və ya şaxtanın əmələ gələ biləcəyi konsentrasiya mərkəzlərini təmin edir və bununla da cihazın cavab müddətini artırır. Həll olunan çirklər güzgüdəki qatılaşdırılmış nəmdən buxar təzyiqinin miqdarına təsir göstərir, bu da şeh nöqtəsini dəyişdirir. Müasir ölçmə hiqrometrləri (ən azı onların daha mürəkkəb modelləri) rütubətin hesablanması alqoritmlərinə müvafiq düzəlişlər etməklə cihaza çirklənməni aşkar etməyə və reaksiya verməyə imkan verən "özünü sınamaq" funksiyalarını ehtiva edir.
Bu imkanlardan asılı olmayaraq, sözügedən bütün hiqrometrlər vaxtaşırı yoxlanılmalı və təmizlənməlidir.
Soyudulmuş Güzgü Hiqrometrlərinə Baxım
Təlimat kitabçası bu mənada cihazın istifadəçisinə nə tövsiyə edir. Kirə həssas olan bir higrometr olmalıdırölçmə nəticələrinin sabitliyini təmin etmək üçün vaxtaşırı təmizlənməlidir, baxmayaraq ki, bu, onun saxlanması xərclərini artıra bilər. Alətin güzgüsünün yoxlanılması adətən quraşdırılmış mikroskopdan istifadə etməklə həyata keçirilir və ona qulluq ölçmə bölməsi açıldıqdan sonra əl ilə həyata keçirilir.
Güzgü səthinin təmizlənməsi onun istismarına dair təlimatda tələb olunan tezlikdə aparılırsa, bu yolla ölçmələrin dəqiqliyini qorumaq mümkündür. Təmizləmə üçün güzgü səthinə rahat giriş adətən optik komponentlər və güzgü arasında bir menteşə ilə təmin edilir. İndi bazarda istehlakçıya lazım olan istənilən kondensasiya hiqrometrini tapa bilərsiniz. Aşağıdakı foto onun icrasına dair bir nümunə göstərir.
Metrologiyada hiqrometrlərdən istifadə
Düzgün dizayn edilmiş və saxlanılan soyudulmuş güzgü hiqrometri digər məşhur rütubətölçənlərə nisbətən daha böyük dəqiqliklə rütubətin ölçülməsini təmin edir. Xüsusilə temperaturun ölçülməsi üçün platin müqavimət termometri, güzgü və güzgü monitorinqi üçün orta güclü mikroskopla təchiz olunduqda, ona xas olan ölçmə dəqiqliyi onu metroloji ölçmələr üçün ideal hala gətirir. İnformasiyanın simsiz rəqəmsal rabitə kanalları vasitəsilə ötürülməsi imkanları meteoroloji məlumatların toplanması və emalı üçün qlobal sistemlərdə belə hiqrometrlərdən istifadə etmək üçün geniş imkanlar açır.
Zavod laboratoriyalarında və çirklənmiş mühitlərdə istifadə edin
Bu hava rütubəti ölçmə cihazı zavod iqlimi laboratoriyalarında onun mütləq dəyərini ölçmək üçün idealdır. Onlar tez-tez ətraf mühitin sınaq kameralarına nəzarət etmək üçün istifadə edilən nisbi rütubət sensorları kimi digər alətlərin düzgünlüyünə nəzarət etmək üçün istinad kimi istifadə olunur.
Bu hiqrometrlərin tikintisində istifadə olunan materialların sabitliyi, eləcə də onları dəfələrlə təmizləmək qabiliyyəti alətləri kalibrləmə itkisi olmadan ən çox çirkləndiricilərin olduğu mühitlərdə çox uzun xidmət müddətinə uyğun edir. Performansın bu sabitliyi onları qaz nümunələrindəki yüksək səviyyəli çirkləndiricilərin daha az dayanıqlı rütubət sensorları üçün geri dönməz şəkildə zərərli olduğu qaz axınlarında istifadə üçün uyğun edir. Məsələn, bu tip hiqrometr, xüsusi çirkləri olan bir hava mühitində metal məmulatların səthlərinin istiliklə sərtləşməsi zamanı çiy nöqtəsini idarə etmək üçün geniş istifadə olunur. Belə hallarda, təmizləmə üçün güzgüyə asan girişin təmin edilməsi xüsusilə arzuolunandır.
Rümə həssas istehsal
Əczaçılıq məhsulları, filmlər, örtüklər və digər məhsulların istehsalında tələb olunan xüsusi qablaşdırma prosesləri tez-tez soyudulmuş güzgü hiqrometrləri ilə izlənilir. Yenə də, bu halda onların seçiminə ölçmə dəqiqliyinin sabitliyi və uzun xidmət müddəti təsir edir. Üstəlik, bu proseslərə daha az həssas olma meyli olduğundanalət xərcləri, bu hiqrometrlərin yüksək qiyməti rütubət monitorinqi sxeminin seçilməsində müəyyənedici amil deyil.
Yüksək temperaturlu qazlar və onların şeh nöqtələri
Bu tip hiqrometr tez-tez ətraf mühitin temperaturundan yuxarı olan şeh nöqtəsi temperaturlarını ölçmək üçün seçilir. Soyudulmuş güzgü alətləri 250°C və 700 psi temperaturda işləyən Apollo raketinin hidrogen yanacaq elementlərini izləmək üçün hələ 1966-cı ildə istifadə edilmişdir. Bugünkü termoelektrik güzgü soyutma texnologiyaları ilə 100 °C-ə qədər olan şeh nöqtələri (və daha yüksək, atmosfer təzyiqindən yuxarı təzyiqlər nəzərə alınmaqla) asanlıqla ölçülür. Belə hallarda, qaz nümunəsi ilə təmasda olan hiqrometrin ölçmə kamerasının bütün səthləri gözlənilən ən yüksək şeh nöqtəsindən yuxarı temperatura malik olmalıdır, əks halda bu səthlərdə kondensasiya yaranacaq və ölçmə səhv olacaq.
Yüksək temperaturlu qazların şeh nöqtəsini ölçmək üçün nəzərdə tutulmuş hiqrometrlərdə ölçü kamerasının divarlarını gözlənilən ən yüksək şeh nöqtələrindən yuxarı saxlamaq üçün termostatik idarə olunan elektrik qızdırıcılarından istifadə etmək adi təcrübədir. LEDlər və detektorlar kimi bərk hallı optik komponentlər hiqrometrin deqradasiyası və zədələnməsinin qarşısını almaq üçün nominal iş temperaturunda (adətən 85°C) saxlanılır. Buna bu komponentləri qızdırılan ölçmə kamerasından istilik izolyasiyası etməklə nail olmaq olar.
