Feuchtemessgerät

Was ist ein Feuchtigkeitsmessgerät?
Ein Feuchtigkeitsmessgerät wird auch zur Kontrolle der aktuellen Luftfeuchtigkeit genutzt, da eine zu hohe Luftfeuchtigkeit auf Dauer zur Schimmelbildung führen kann. Auch Elektronik wird von der Umgebungsfeuchtigkeit beeinflusst. Ist die Umgebungsfeuchtigkeit zu groß, kann sich die Feuchtigkeit auf der Oberfläche der Platine absetzen und einen Kurzschluss auslösen, der die Elektronik beschädigt. Die Luftfeuchtigkeit ist somit ein wichtiger Punkt, wenn es um das Thema Feuchtigkeit geht.

Kriterien
- relative und absolute Feuchtigkeit
- Anwendungsmöglichkeiten des Feuchtigkeitsmessgerätes
- Feuchtigkeitsmessgerät kalibrieren

Relative und absolute Feuchtigkeit
Bei der Feuchtigkeitsmessung unterscheidet man zwischen absoluter und relativer Feuchte.
Bei der relativen Feuchtigkeit misst das Feuchtemessgerät die Umgebungsfeuchte oder auch Luftfeuchtigkeit anhand des Anteils an Wasserstoff am Gasgemisch in der Umgebungsluft.
Bei der absoluten Feuchtigkeit misst das Feuchtemessgerät die Feuchtigkeit in Werkstoffen, wie z. B. Holz, Beton oder Nahrungsprodukten.

Zu welcher Anwendung wird das Feuchtemessgerät benötigt?
Ein Feuchtemessgerät kann zum Beispiel zur Qualitätssicherung, Raumklima, Lagerüberwachung, Transportkontrolle, usw. verwendet werden. Hierbei gibt es die verschiedensten Messoptionen für ein Feuchtemessgerät. Wird mit einem Feuchtemessgerät eine Langzeit Messung durchgeführt, ist es ratsam über die verschiedenen Speichermöglichkeiten der einzelnen Geräte zu informieren. Es gibt Geräte mit einem integrierten oder wechselbaren Speichermedium wie zum Beispiel eine SD Karte.
Für jede Anwendung gibt es bei den Feuchtemessgeräten verschiedenste Bauformen. So kann ein Feuchtemessgerät für die Überwachung von Lagerhäusern an einer beliebigen Stelle montiert werden. Dafür sind entsprechende Montagehalterungen am Feuchtemessgerät entwickelt worden. Auch für den Privatgebrauch oder in Büroräumen können Feuchtemessgeräte passend aufgestellt werden. Dafür befinden sich auf der Rückseite der Feuchtemessgeräte entspreche Stative. Für den mobilen Einsatz ist ein Feuchtemessgerät häufig ergonomisch geformt, sodass es mit einer Hand bedient werden kann.

Feuchtemessgerät mit Zertifikat
Für die Qualitätskontrolle, in zum Beispiel der Lebensmittelindustrie, ist es wichtig Messdaten nachweislich zu dokumentieren. Dazu werden Messgeräte mit ISO-Zertifikat eingesetzt. Damit wird gewährleistet, dass das Feuchtemessgerät einwandfrei funktioniert und auf nationalen „Normale“ zurückführbar ist.

Benötigen Sie eine individuelle Beratung zu unseren Feuchtemessgeräten, dann zögern Sie nicht unseren technischen Support zu kontaktieren.

Alle Feuchtemessgeräte werden kalibriert ausgeliefert. Da aber die Feuchte-Sensoren zur zeitlichen Drift neigen, sollten sie kontinuierlich rekalibriert werden, um immer exakte Werte zu messen. Sie können entweder die Rekalibrierung mit den optionalen Kalibrierwerkzeugen und Standards selbst durchführen oder Sie schicken die Feuchtemessgeräte zur ISO-Kalibrierung (Laborkalibrierung und Prüfprotokoll) zu uns ein(Kalibrierung / Rekalibrierung der Feuchtemessgeräte). Folgend sehen Sie zwei Bilder der Feuchtemessgeräte im praktischen Einsatz. Links eines der Messgeräte bei der überprüfenden Messung der Feuchte und der Temperatur in einem Büroraum, rechts eines der Feuchtemessgeräte bei der Langzeitaufnahme des Raumklimas (Messgerät auf einem Stativ montiert).

Der physiologische Wohlbehaglichkeitsbereich liegt im Bereich von 40 ... 65 % r.F. Da warme Luft die Eigenschaft besitzt, mehr Wasserdampf aufzunehmen als kalte Luft, empfindet der Mensch im Winter die Luft als zu trocken, im Sommer als schwül. Ist die Luft erwärmt, ist die Wasserdampf-Menge, die sie bei Sättigung haben würde, gesteigert. Das hat zur Konsequenz, dass der % - Wert der r.F. niedriger wird, auch wenn die tatsächliche Menge Wasser konstant bleibt. ähnlich ist es, wenn die Luft gekühlt wird, so verringert sich die Wasserdampf - Menge. Dadurch steigt der prozentuale r.F. - Wert. Kondensat bildet sich bei einem überschuss an Wasser in gesättigter Umgebungsluft. Einige unserer Feuchtemessgeräte bieten über die reine Messung der relativen Feuchte und der Temperatur hinaus die Berechnung des Taupunktes bzw. der Taupunkttemperatur an. Die Taupunkttemperatur ist definiert als die Temperatur, bei der der aktuelle Wasserdampfgehalt in der Luft der maximale (100 % relative Luftfeuchtigkeit) ist.

Die Taupunkttemperatur ist damit eine von der aktuellen Temperatur unabhängige Größe. Eine Möglichkeit die Taupunkttemperatur zu messen ist das Abkühlen von Metall bis sich die Oberfläche mit Wasserdampf beschlägt. Dann ist die Temperatur des Metalls die Taupunkttemperatur. Wie bereits erwähnt geben viele unserer Feuchtemesser den Taupunkt gleich auf dem Display an.

Kennt man Feucht- und Trockengewicht kann man sowohl die absolute Feuchte als auch die relative Feuchte berechnen. Ein genormtes direktes Verfahren zur Bestimmung der Feuchte über das Gewicht ist die Darrmethode. Dabei wird mit Waage und Trockenschrank Feucht- und Trockengewicht ermittelt. Eine moderne Feuchtebestimmerwaage arbeitet in Anlehnung an diese Methode, bietet aber einige Vorteile. In diesem Feuchtemesser können aus den Gewichten Werte berechnet, angezeigt, gespeichert und gegebenenfalls gedruckt oder an einen PC übertragen werden.

Relative Feuchte von Luft
Die relative Luftfeuchtigkeit gibt das Verhältnis zwischen vorhandenem Wasserdampfgehalt zum maximal möglichen Wasserdampfgehalt (Sättigungsmenge) an. Sie wird häufig mit r.F. oder rel. F. oder auch rH (relative Humidity) oder RH abgekürzt.
Warme Luft kann mehr Wasserdampf aufnehmen als kalte Luft. Die relative Luftfeuchte ist also temperaturabhängig. Deshalb haben viele Feuchtemesser für die Luftfeuchte eine interne Temperaturkompensation . Wasserdampf, der nicht mehr von der Luft aufgenommen werden kann wird flüssig. Dies ist besonders gut an nicht saugfähigen glatten Oberflächen erkennbar z.B. auf Glas oder Fliesen. Diese Feuchte wird auch als Tauwasser bezeichnet.

Feuchtemessgerät als Thermohygrometer
In Lager- oder Betriebsbedingungen werden häufig Werte für Temperatur und relative Feuchte vorgegeben, um Fehlfunktionen und Schäden zu vermeiden. Die Einhaltung dieser Werte kann mit einem Feuchtemessgerät das auch die Temperatur ausgibt überwacht werden. Man nennt diese Kombigeräte Thermohygrometer. Einige dieser Feuchtemesser berechnen aus den beiden Werten den Taupunkt, also die Temperatur bei deren Unterschreitung Tauwasser ausfällt.
Um die Überwachung der Grenzwerte zu erleichtern, gibt es Feuchtemesser, mit optischen oder akustischen Alarmen. Sollen Fertigungsprozesse gesteuert werden, können auch Feuchtemessgeräte mit Schaltausgang eingesetzt werden. Ähnliche Anwendungen gibt es auch schon für Feuchtemesser zur nutzerunabhängigen Lüftung innenliegender Bäder. Für die Langzeitüberwachung von Lager- oder Transportbedingungen werden Feuchtemesser eingesetzt, die die Messdaten in festgelegten Zeitintervallen speichern und direkt oder später auf Computer übertragen können.

Feuchtemessgerät für Materialfeuchte
Neben der bereits genannten Feuchtebestimmerwaage mit direkter Feuchtemessung gibt es verschiedene Feuchtemesser bei denen die Feuchte indirekt über physikalische Eigenschaften ermittelt wird. Deshalb sind die ermittelten Werte materialabhängig. Für bekannte Materialien und vergleichbare Bedingungen bekommt man schnell und zerstörungsfrei bzw. zerstörungsarm verwertbare Ergebnisse.

Der Begriff absolute Feuchte wird hier als Bezeichnung für den Feuchtegehalt von nicht gasförmigen Materialien verwendet. Die Messwerte für die Materialfeuchte werden dagegen fast ausschließlich als relative Werte in Prozent angegeben. Dieser Prozentwert wird entweder über den Volumen- oder über den Masseanteil des Wassers im Material bestimmt. Wenn der Prozentwert auf die Trockenmasse und nicht auf die Gesamtmasse der feuchten Probe bezogen ist, kann der Wert bei einigen Materialien auch weit mehr als hundert Prozent betragen.

Ein Feuchtemessgerät zum Bestimmen der Materialfeuchte kann kalibriert werden, indem Teile derselben Probe auch

• mit der gravimetrischen Methode (Darrtrocknung) oder
• mit einem zertifizierten Feuchtemessgerät höherer Genauigkeit

gemessen und die jeweiligen Ergebnisse verglichen werden.

Viele Materialfeuchtemessgeräte für Schnelltests sind durch hinterlegte Messkurven auf bestimmte Materialien ausgelegt. Diese Geräte sollten stets mit typischen Proben der Materialien kalibriert werden, für die das Feuchtemessgerät eingesetzt wird. Einige Modelle bieten eine Justierfunktion, mit der das Gerät bei Abweichungen wieder so eingestellt werden kann, dass die Messgenauigkeit eingehalten wird.

Bei der Nutzung der Darrtrocknung als Referenzmethode muss berücksichtigt werden, dass einige Materialien bei zu hohen Temperaturen auch andere Inhaltsstoffe oder vorher chemisch gebundenes Wasser verdampfen können. Deshalb sind für viele Materialien die Trockentemperaturen in speziellen Normen festgelegt worden. Für Gips und Anhydrit ist die Trockentemperatur beispielsweise auf 40 Grad Celsius begrenzt, für die meisten anderen Baustoffe auf 105 Grad Celsius.

Ein Feuchtemessgerät für die relative Luftfeuchte kann mit verschiedenen Methoden auf seine Messgenauigkeit überprüft werden. Da die relative Luftfeuchte temperaturabhängig ist, muss während der Kalibrierung für konstante Temperatur gesorgt werden. Bei allen Kalibriermethoden ist außerdem unbedingt darauf zu achten, dass die Temperatur der zur Kalibrierung verwendeten Geräte und Hilfsmittel sich vor der Messung an die Temperatur der Umgebung angleichen konnte.

Unabhängig von der angewendeten Methode sollte das zu kalibrierende Gerät in jedem Fall bei mindestens zwei Referenzfeuchten geprüft werden. Diese Referenzfeuchten sind so zu wählen, dass der Messbereich, in dem das Feuchtemessgerät eingesetzt werden soll, möglichst gut abgedeckt wird.

Standard Referenzpunkte für die relative Luftfeuchte sind beispielsweise

• 33 % r. F. und 75 % r. F. für Zwei-Punkt-Kalibrierungen und
• 30 % r. F., 50 % r. F. und 75 % r. F. für Drei-Punkt-Kalibrierungen.

Für einige Anwendungen ist es sinnvoll, die Messpunkte an die jeweiligen Anforderungen anzupassen. Vor allem dort, wo nur ein enger Messbereich der Luftfeuchte durch das Feuchtemessgerät überwacht werden soll, sollten die Werte der Referenzfeuchten an diesen Bereich angepasst werden. Dies gilt beispielsweise bei Geräten für den Einsatz in Räumen mit niedriger Luftfeuchte, in denen feuchteempfindliche Materialien oder Produkte gelagert werden. Aber auch für die Überwachung der hohen Feuchtewerte bei der Käsereifung oder bei der Pilzzucht sollten die Referenzpunkte der Kalibrierung aus dem für die Nutzung relevanten Bereich gewählt werden.

Ein Feuchtemessgerät für Luftfeuchte, das mit einem kapazitivem, resistiven oder elektrolytischen Messfühler arbeitet, kann mit Hilfe von gesättigten Salzlösungen kalibriert werden. Voraussetzung dafür ist allerdings, dass der jeweilige Sensor in die Messkammer der Röhrchen mit den Referenzsalzlösungen eingebracht werden kann. Über diese Salzlösungen können Referenzpunkte von 11 % r. F. bis 97 % r. F. abgedeckt werden. Bei dieser Kalibrierung muss beachtet werden, dass der Feuchtewert, der sich über der gesättigten Salzlösung einstellt, temperaturabhängig ist. Für Temperaturen die von den 23 °C Bezugstemperatur abweichen, sind die Luftfeuchtewerte den aufgedruckten oder beigefügten Tabellen zu entnommen.

Als Methode, die für alle kalibrierfähigen Luftfeuchtemesser anwendbar ist, zählen Vergleichsmessungen mit einem zertifizierten Feuchtemessgerät höherer Genauigkeit. Damit beide Geräte bei gleichen Bedingungen für verschiedene Referenzpunkte geprüft werden können, werden sie zusammen in einen Klimaschrank gelegt. Dort werden sie so platziert, dass sie abgelesen werden können, ohne dass der Klimaschrank geöffnet werden muss.

Der aw-Wert ist ein Maß für die Wasseraktivität in hygroskopischen Produkten oder Rohstoffen. Die Wasseraktivität in Materialien ist abhängig von der Menge des freien Wassers. Freies Wasser bedeutet hierbei, dass dieses Wasser nicht chemisch oder physikalisch gebunden ist und für Mikroorganismen und chemische Prozesse direkt zur Verfügung steht. Materialien mit gleichem Gesamtfeuchtegehalt können wegen unterschiedlicher Bindung des Wassers verschiedene aw-Werte aufweisen.

Die Menge des freien Wassers in hygroskopischen Materialien gleicht sich durch Verdunstung oder Sorption allmählich der Luftfeuchte der Umgebung an. Die Wasseraktivität eines Materials kann also durch Lagerung in trockener Umgebung verringert und in feuchter Umgebung erhöht werden. In Produkten, in denen ein hoher Feuchteanteil notwendig oder erwünscht ist, lässt sich die Wasseraktivität auch durch bindende Zusätze wie Säuren, Salze, Zucker oder Glyzerin senken.

Da der aw-Wert im Material in direktem Zusammenhang mit der Feuchte der Umgebungsluft steht, kann die Wasseraktivität mit einem digitalen Feuchtemessgerät für die relative Luftfeuchte bestimmt werden. Je nach Art und Lagerungsform des zu prüfenden Materials wird direkt am Lager- oder Verarbeitungsplatz in der Nähe der Oberfläche oder mit Einstechfühlern in festgelegten Tiefen des Materials gemessen. Für einige Prozesse werden anstelle dessen repräsentative Proben entnommen und in einem Feuchtemessgerät mit spezieller Messkammer geprüft.

Falls das verwendete Feuchtemessgerät den gemessenen Wert nicht sofort als Dezimalzahl anzeigt, kann der Prozentwert der relativen Luftfeuchtigkeit in eine Dezimalzahl umgewandelt werden. Die Wasseraktivität aw ergibt sich dann aus der relativen Luftfeuchte in Prozent geteilt durch hundert.

Eine gemessene Luftfeuchtigkeit von 100 % entspricht also einen aw-Wert von 1,0 und bei 67 % Luftfeuchte beträgt der aw-Wert 0,67.

Messungen des aw-Wertes mit einem Feuchtemessgerät sind unkompliziert und liefern schnelle Ergebnisse. Sie ermöglichen beispielsweise die Prüfung der Wirksamkeit von Konservierungsmethoden. In der Lebensmittelindustrie, in der Pharmazie und bei der Herstellung von Kosmetika wird bei leicht verderblichen Produkten häufig der aw-Wert bestimmt. Bei zu hohen aw-Werten ist die Gefahr des Befalls durch unerwünschte Mikroorganismen hoch Da die aw-Messungen oft in die Produktionsabläufe integriert werden können, kann bei zu hohem aw-Wert, meist rechtzeitig eingegriffen und gegengesteuert werden.