Wilgotnościomierz

Wilgotnościomierz – informacje ogólne
Wilgotnościomierz to urządzenie, które służy min. do sprawdzania aktualnej wilgotności. Wilgotność ta jest kontrolowana ponieważ jej nadmiar może w dłuższej perspektywie prowadzić do rozwoju pleśni. Wilgotność otoczenia ma również wpływ na elektronikę. Jeśli wilgotność otoczenia jest zbyt wysoka, wilgoć może osadzić się na powierzchni płytki drukowanej i spowodować zwarcie, które uszkodzi elektronikę.

Wilgotnościomierz – kryteria wyboru
Dokonując wyboru urządzenia jakim jest wilgotnościomierz musimy określić przede wszystkim:
- czy będziemy wykonywać pomiar wilgotności względnej czy bezwzględnej
- możliwe zastosowania wilgotnościomierza nas interesuje
- czy wilgotnościomierz który wybierzemy ma możliwość kalibracji


Wilgotność względna i bezwzględna
Podczas pomiaru wilgotności rozróżnia się wilgotność bezwzględną i względną. Przy wilgotności względnej wilgotnościomierz mierzy wilgotność otoczenia lub wilgotność powietrza na podstawie proporcji wodoru w mieszaninie gazów w otaczającym powietrzu. W przypadku wilgotności bezwzględnej wilgotnościomierz mierzy wilgotność w materiałach takich jak m.in. drewno, beton lub produkty spożywcze.

Wilgotnościomierz - zastosowanie
Wilgotnościomierz może być używany np. do zapewnienia jakości klimatu w pomieszczeniu, monitorowania przechowywania, kontroli transportu itp. Istnieje wiele różnych opcji pomiaru dla urządzenia typu wilgotnościomierz Jeżeli wilgotnościomierz będzie wykonywał pomiar długoterminowy, wskazane jest posiadanie informacji o różnych możliwościach przechowywania urządzenia. Istnieją urządzenia typu wilgotnościomierz ze zintegrowanym lub wymiennym nośnikiem pamięci, takim jak karta SD. Urządzenia te różnią się konstrukcja w zależności od zastosowania np. wilgotnościomierz do monitoringu magazynów można zamontować w dowolnym miejscu. W tym celu opracowano odpowiednie uchwyty montażowe. Wilgotnościomierz można również odpowiednio skonfigurować do użytku prywatnego lub w biurach. W tym celu z tyłu urządzenia jakim jest wilgotnościomierz znajdują się statywy. Natomiast wilgotnościomierz do użytku mobilnego ma często ergonomiczny kształt, dzięki czemu można go obsługiwać jedną ręką.

Wilgotnościomierz - certyfikat
W przypadku kontroli jakości, na przykład w przemyśle spożywczym, ważne jest, aby dane pomiarowe były weryfikowalne. Do tego celu służą urządzenia pomiarowe posiadające certyfikat ISO. Certyfikat taki gwarantuje, iż wilgotnościomierz działa prawidłowo i można go dostosować do krajowych „norm”.

Wszystkie urządzenia typu wilgotnościomierz są dostarczane skalibrowane. Ponieważ jednak czujniki wilgotności mają tendencję do dryfowania w czasie, należy je stale kalibrować, po to aby zawsze pomiar wskazywał wartości dokładne. Ponowną kalibrację można przeprowadzić samodzielnie, korzystając z opcjonalnych narzędzi kalibracyjnych i wzorców, lub wysłać do nas wilgotnościomierz w celu przeprowadzenia kalibracji ISO (kalibracja laboratoryjna i raport z badań).

Zakres komfortu fizjologicznego mieści się w przedziale 40 ... 65% RH Ponieważ ciepłe powietrze ma właściwość pochłaniania większej ilości pary wodnej niż zimne, ludzie uważają je za zbyt suche zimą i duszne latem. Gdy powietrze jest ogrzewane, zwiększa się ilość pary wodnej, jaką miałoby w stanie nasycenia. W konsekwencji % RH zmniejszy się, nawet jeśli rzeczywista ilość wody pozostanie stała. Podobnie, gdy powietrze jest schładzane, ilość pary wodnej maleje. Zwiększa to procentową wartość RH. Kondensat tworzy się, gdy w nasyconym powietrzu otoczenia występuje nadmiar wody. Niektóre z naszych modele urządzeń typu wilgotnościomierz oferują obliczenie punktu rosy lub temperatury punktu rosy oprócz samego pomiaru wilgotności względnej i temperatury. Temperatura punktu rosy jest definiowana jako temperatura, w której aktualna zawartość pary wodnej w powietrzu jest maksymalna (100% wilgotności względnej).

Temperatura punktu rosy jest zatem zmienną niezależną od aktualnej temperatury. Jednym ze sposobów pomiaru temperatury punktu rosy jest schładzanie metalu, aż powierzchnia zacznie parować. Wtedy temperatura metalu jest temperaturą punktu rosy. Jak już wspomniano, wiele naszych urządzeń typu wilgotnościomierz pokazuje punkt rosy bezpośrednio na wyświetlaczu. Jeśli znasz masę mokrą i suchą, możesz obliczyć zarówno wilgotność bezwzględną, jak i wilgotność względną. Metoda suszenia jest znormalizowaną bezpośrednią metodą oznaczania wilgoci poprzez wagę. Mokrą i suchą masę określa się za pomocą wagi i suszarki. Nowoczesna waga to wagosuszarka, która działa w oparciu o tę metodę. W tym wilgotnościomierzu wartości można obliczyć na podstawie masy, wyświetlić, zapisać iw razie potrzeby wydrukować lub przenieść do komputera.

Wilgotnościomierz a wilgotność względna powietrza
DWilgotność względna wskazuje zależność pomiędzy istniejącą zawartością pary wodnej, a maksymalną możliwą zawartością pary wodnej (stopień nasycenia). Często jest oznaczany przez rF lub rel. F. lub rH (wilgotność względna) lub w skrócie RH. Ciepłe powietrze może pomieścić więcej pary wodnej niż zimne. Wilgotność względna zależy zatem od temperatury. Dlatego wiele mierników typu wilgotnościomierz powietrza ma wewnętrzną kompensację temperatury. Para wodna, która nie może być już wchłonięta przez powietrze, staje się cieczą. Szczególnie dobrze widać to na niechłonnych, gładkich powierzchniach, takich jak szkło czy płytki. Wilgoć ta jest również nazywana rosą.

Wilgotnościomierz jako termohigrometr
W warunkach przechowywania lub eksploatacji często podaje się wartości temperatury i wilgotności względnej, aby uniknąć awarii i uszkodzeń. Zgodność z tymi wartościami można monitorować za pomocą urządzenia jakim jest wilgotnościomierz, który podaje również temperaturę. Te połączone urządzenia nazywane są termohigrometrami. Niektóre z tych wilgotnościomierzy wykorzystują te dwie wartości do obliczenia punktu rosy, czyli temperatury, poniżej której następuje kondensacja. Aby ułatwić monitorowanie wartości granicznych, dostępne są mierniki typu wilgotnościomierz z alarmami wizualnymi lub akustycznymi. Jeśli procesy produkcyjne mają być kontrolowane, można również zastosować mierniki wilgotności z wyjściem przełączającym. Podobne zastosowania istnieją już dla wilgotnościomierzy do niezależnej od użytkownika wentylacji łazienek w pomieszczeniach. Do długoterminowego monitorowania warunków przechowywania lub transportu stosuje się wilgotnościomierz, który zapisują dane pomiarowe w ustalonych odstępach czasu i może przesyłać je bezpośrednio lub później do komputera.

Wilgotnościomierz do pomiaru wilgotności materiału
Oprócz wspomnianych już wag - wagosuszarek z bezpośrednim pomiarem wilgotności istnieją różne mierniki typu wilgotnościomierz, za pomocą których wilgotność jest określana pośrednio na podstawie właściwości fizycznych. Określone wartości są zatem zależne od materiału. W przypadku znanych materiałów i porównywalnych warunków wyniki można wykorzystać szybko i nieniszcząco lub przy niewielkim zniszczeniu.

Termin wilgotność bezwzględna jest tu używany do opisania zawartości wilgoci w materiałach niegazowych. Natomiast zmierzone wartości wilgotności materiału podawane są prawie wyłącznie jako wartości względne w procentach. Ten procent jest określany na podstawie objętości lub masy wody w materiale. Jeśli procent jest oparty na suchej masie, a nie na całkowitej masie mokrej próbki, wartość może znacznie przekraczać sto procent dla niektórych materiałów.

Wilgotnościomierz do określania wilgotności materiału można skalibrować mierząc części tej samej próbki

• metodą grawimetryczną (suszenie w piecu) lub
• certyfikowanym urządzeniem typu wilgotnościomierz o podwyższonej dokładności

Wiele mierników typu wilgotnościomierz do pomiaru wilgotności materiałów przeznaczonych do szybkich testów jest zaprojektowanych dla określonych materiałów przy użyciu zapisanych krzywych pomiarowych. Przyrządy te należy zawsze kalibrować typowymi próbkami materiałów, do których będzie używany wilgotnościomierz. Niektóre modele oferują funkcję regulacji, za pomocą której można zresetować wilgotnościomierz w przypadku wystąpienia odchyleń, aby zachować dokładność pomiaru.

Stosując suszenie w piecu jako metodę referencyjną, należy wziąć pod uwagę, że niektóre materiały mogą również odparować inne składniki lub wcześniej chemicznie związaną wodę, jeśli temperatury są zbyt wysokie. Z tego powodu temperatury suszenia zostały określone w specjalnych normach dla wielu materiałów. Na przykład temperatura suszenia jest ograniczona do 40 stopni Celsjusza dla gipsu i anhydrytu oraz do 105 stopni Celsjusza dla większości innych materiałów budowlanych.

Wilgotnościomierz do pomiaru wilgotności względnej – kalibracja

Wilgotnościomierz do pomiaru wilgotności względnej powietrza można sprawdzić pod kątem dokładności pomiaru za pomocą różnych metod. Ponieważ wilgotność względna zależy od temperatury, podczas kalibracji należy zapewnić stałą temperaturę. W przypadku wszystkich metod kalibracji istotne jest również, aby temperatura urządzeń i narzędzi używanych do kalibracji była zdolna do dostosowania się do temperatury otoczenia przed pomiarem.

Niezależnie od zastosowanej metody, kalibrowany wilgotnościomierz należy zawsze sprawdzać na co najmniej dwóch referencyjnych poziomach wilgotności. Wilgotności wzorcowe należy wybrać w taki sposób, aby jak najlepiej pokryć zakres pomiarowy, w którym ma być używany wilgotnościomierz. Standardowymi punktami odniesienia dla wilgotności względnej są np.
- 33% r.m. F. i 75% r. F. dla kalibracji dwupunktowej i
- 30% r.m. F., 50% r. F. i 75% r. F. dla kalibracji trzypunktowej.

W przypadku niektórych zastosowań sensowne jest dostosowanie punktów pomiarowych do odpowiednich wymagań. Przede wszystkim tam, gdzie wilgotnościomierz ma monitorować tylko wąski zakres pomiarowy wilgotności powietrza, wartości wilgotności referencyjnej powinny być dostosowane do tego zakresu. Dotyczy to np. urządzeń do użytku w pomieszczeniach o niskiej wilgotności, w których przechowywane są materiały lub produkty wrażliwe na wilgoć. Jednak punkty referencyjne kalibracji powinny być również wybrane z zakresu odpowiedniego do wykorzystania do monitorowania wysokich wartości wilgotności podczas dojrzewania serów lub uprawy pieczarek. Wilgotnościomierz współpracujący z czujnikiem pojemnościowym, rezystancyjnym lub elektrolitycznym może być kalibrowany za pomocą nasyconych roztworów soli. Warunkiem tego jest jednak umieszczenie odpowiedniego czujnika w komorze pomiarowej probówek z referencyjnymi roztworami soli. Punkty odniesienia 11% r. F. do 97% r.w. być przykrytym. W przypadku tej kalibracji należy zauważyć, że wartość wilgotności ustawiona powyżej nasyconego roztworu soli jest zależna od temperatury. W przypadku temperatur odbiegających od temperatury odniesienia 23°C wartości wilgotności należy przyjąć z wydrukowanych lub załączonych tabel.

Jako metodę, którą można stosować dla wszystkich kalibrowanych urządzeń typu wilgotnościomierz, liczą się pomiary porównawcze certyfikowanym wilgotnościomierzem o większej dokładności. Aby oba urządzenia mogły być testowane w tych samych warunkach dla różnych punktów odniesienia, umieszcza się je razem w szafie klimatycznej. Tam są one umieszczone w taki sposób, że można je odczytać bez konieczności otwierania szafki klimatycznej.

Wartość aw w przypadku wilgotności jest miarą aktywności wody w higroskopijnych produktach lub surowcach. Aktywność wody w materiałach zależy od ilości wolnej wody. W tym kontekście woda wolna oznacza, że ​​woda ta nie jest chemicznie ani fizycznie związana i jest bezpośrednio dostępna dla mikroorganizmów i procesów chemicznych. Materiały o tej samej wilgotności całkowitej mogą mieć różne wartości aw ze względu na różne wiązanie wody.

Ilość wolnej wody w materiałach higroskopijnych stopniowo dostosowuje się do wilgotności otoczenia poprzez parowanie lub sorpcję. Aktywność wodna materiału może zatem zostać zmniejszona przez przechowywanie w suchym środowisku i zwiększona w wilgotnym środowisku. W produktach, w których wysoka zawartość wilgoci jest konieczna lub pożądana, aktywność wody można również zmniejszyć za pomocą wiążących dodatków, takich jak kwasy, sole, cukier lub gliceryna. Ponieważ wartość aw w materiale jest bezpośrednio związana z wilgotnością otaczającego powietrza, aktywność wody można określić za pomocą cyfrowego miernika typu wilgotnościomierz. W zależności od rodzaju i formy składowania badanego materiału pomiary wykonywane są bezpośrednio w miejscu składowania lub obróbki przy powierzchni lub sondami penetracyjnymi na określonych głębokościach materiału. W przypadku niektórych procesów zamiast tego pobierane są reprezentatywne próbki i badane w wilgotnościomierzu ze specjalną komorą pomiarową. Jeśli używany miernik typu wilgotnościomierz nie wyświetla natychmiast zmierzonej wartości jako liczby dziesiętnej, procentową wilgotność względną można przeliczyć na liczbę dziesiętną. Aktywność wody aw wynika wtedy z wilgotności względnej w procentach podzielonej przez sto.

aw = RH / 100
Zmierzona wilgotność powietrza 100% odpowiada wartości aw równej 1,0, a przy wilgotności powietrza 67% wartość aw wynosi 0,67.

Pomiar wartości aw za pomocą miernika jakim jest wilgotnościomierz jest nieskomplikowany i zapewnia szybkie wyniki. Pozwalają np. na sprawdzenie skuteczności metod konserwacji. W przemyśle spożywczym, farmacji i przy produkcji kosmetyków wartość aw jest często określana dla produktów łatwo psujących się. Jeśli wartości aw są zbyt wysokie, istnieje wysokie ryzyko inwazji niepożądanych mikroorganizmów. Ponieważ pomiary aw często można zintegrować z procesami produkcyjnymi, jeśli wartości aw są zbyt wysokie, zwykle można podjąć interwencję i środki zaradcze.