Mikrokliima hoidmine etteantud tasemel on oluline mitte ainult mõne tootmisprotsessi, vaid ka inimeste mugava elamise jaoks. Selle üheks oluliseks osaks on niiskus- ja temperatuuriandurid. Sellel mõõteseadmel on mitu mudelit, mis erinevad suuruse, maksumuse, kasutatava füüsikalise põhimõtte ja mõõtetäpsuse poolest.
Sisu
- Teoreetiline teave
- Erinevate kujunduste omadused
- Mahtuvuslik tüüp
- Optiline andur
- Resistiivne ja elektrooniline hügromeeter
- Termistori sort
Teoreetiline teave
Õhuniiskus iseloomustab veeauru hulka selles kindlal temperatuuril. Seal on absoluutne ja suhteline õhuniiskus. Esimene näitab vee kogust auru kujul, mis asub gaasi ruumalaühikus ja mõõdetakse grammides kuupmeetri kohta. Igal gaasil on teatud temperatuuril oma absoluutne niiskus, mille saavutamisel algab vedeliku kondenseerumisprotsess.
Suhteline õhuniiskus näitab, mil määral on hetkeniiskuse olek saavutanud absoluutväärtuse. Seda mõõdetakse protsentides ja see sõltub ka gaasi temperatuurist. Suhtelise õhuniiskuse 100% korral teatud temperatuuril saavutatakse "kastepunkt" - niiskuse eraldumise protsess gaasist algab väikeste tilkade kujul. Mida kõrgem on selle temperatuur, seda suurem on absoluutne niiskus. Seetõttu on paljud kodu- ja tööstuskliimasüsteemid varustatud kombineeritud temperatuuri- ja niiskusanduriga.
Erinevate kujunduste omadused
Õhuniiskuse andureid on viis kõige populaarsemat tüüpi. Nimelt:
- mahtuvuslik;
- optiline;
- takistuslik;
- elektrooniline;
- termistor.
Igal tüübil on oma eelised ja puudused. Konkreetsesse seadmesse paigaldamiseks mõeldud õhuniiskuse anduri valik põhineb konkreetse mudeli eeliste ja puuduste tasakaalul. Tootjad valivad töökindluse, mõõtmistäpsuse ja kulude osas parima variandi.
Mahtuvuslik tüüp
Sellise mõõteseadme lihtsaim versioon on õhukondensaator. Kui veeauru hulk gaasis muutub, muutuvad ka gaasi enda omadused, sealhulgas dielektriline konstant. Viimase mõõtmine koos hilisema andmetöötlusega annab õhu veeauruga küllastumise esitus.
Keerulisem modifikatsioon erineb selle poolest, et õhu asemel asetatakse kondensaatoriplaatide vahele spetsiaalne dielektrik, mis on tundlik õhuniiskuse suhtes. Selline andur on võimeline mõõtma mitte ainult gaaside, vaid ka väikeste tahkete esemete niiskust.
Mahtuvusliku anduri täiuslikum ja täpsem versioon koosneb kahest substraadile asetatud kammelektroodist. Need asendavad kondensaatori plaate,
Mahtuvusandurite eeliste hulgas on järgmised:
- seadme lihtsus;
- odav;
- töö usaldusväärsus.
Kuid on ka puudusi:
- madal mõõtmistäpsus, kui väärtus läheneb alumisele lävele;
- näitude sõltuvus keskkonna puhtusest (gaasis sisalduvad väikesed tolmuosakesed mõjutavad oluliselt dielektrilist konstandit);
- vajadus anduri toiteallika järele.
Optiline andur
See tüüp on kõige täpsem, kuid ka kõige kallim. Seda kasutatakse reeglina laboriseadmetes ja tootmises veeauru suhtes tundlike tehnoloogiliste protsessidega. Kodumasinates ei ole optilise anduri kasutamine otstarbekas.
Toimimispõhimõte on järgmine: peeglisse suunatakse valguskiir, mille pärast peegeldumist fotosensor püüab kinni, peegli pinna järkjärguline jahutamine viib protsessi alguseni. niiskusastmest annab infot veeauru kondenseerumine ja peegeldunud valguskiire hajumine, "kastepunkti" fikseerimine ja töötlemine ning temperatuuri ja rõhu hetkeseisund õhku.
Optiline tüüp on nii niiskuse- kui ka temperatuuriandur.
Resistiivne ja elektrooniline hügromeeter
Need andurid on disainilt lihtsad, kuid nende mõõtmistäpsus on madalaim. Takistuselemendi tööpõhimõte on järgmine: kahe elektroodi vahele asetatakse madala takistusega ja kõrge niiskustundlikkusega materjal (tavaliselt see on alumiiniumoksiid), mõõdetakse kogutakistust, töödeldakse andmeid suhtelise õhuniiskuse arvutamiseks.
Elektroonilise tüübi tööpõhimõte põhineb elektriisolatsioonikihile kantud elektrolüüdi omadusel muuta selle kontsentratsiooni, kui veeauru hulk õhus muutub. Seda tüüpi niiskustaseme andur on väikese suurusega, mis võimaldab seda paigaldada väikese suurusega seadmetesse. Samas on elektroonilistel hügromeetritel kodumasinate jaoks piisav mõõtetäpsus ja töökindlus. Teine eelis on õhuniiskuse mõõtmise võimalus sõltumata ümbritseva õhu temperatuurist.
Termistori sort
Termistor on mittelineaarne elektrooniline element, mille takistus muutub suurel määral temperatuuri vähesel muutumisel. Anduris on üks termistor ehitatud kuiva õhuga suletud kambrisse ja teine on otseses kontaktis keskkonnaga. Niiskuseaurud kondenseeruvad osaliselt ja aurustuvad, kui nad tabavad teist termistorit. See muudab selle temperatuuri ja vastupidavust. Kahe termistori takistuse võrdlemine annab aimu õhuniiskuse astmest.
