Nem Ölçer

Bir nem ölçer satın almadan önce hava nemi ya da malzeme neminden hangisinin ölçülmek istendiği düşünülmelidir. 

Bu sorunun cevabı belirlendikten sonra nem ölçerler iki kategoriye ayrılır:

- Hava nemi için nem ölçer

- Malzeme nemi için nem ölçer

Nem ölçerler ortamdaki nemi ölçmek için kullanılır. Bu uygulama için tasarlanmış nem ölçerler, kullanım alanına göre farklı tasarımlarda mevcuttur. PCE-313A ya da PCE-HT 110 gibi hafızası bulunan nem ölçer modellerimiz bulunur. Bunun haricinde, PCE-555 gibi hafızası bulunmayan taşınabilir cihazlarımız da mevcuttur. Araştırma alanında ya da kalibrasyonda hassas kullanım için PCE-330 tercih edilebilir.

Bunun haricinde bazı cihazlara daha fazla sensör takılabilir ya da bazıları doğrudan bir pirometre olarak gelir.

Taşınabilir nem ölçerlerin yanı sıra sabit kullanım için de nem ölçer modellerimiz mevcuttur. Bu tür nem ölçerler, ölçüm sonuçlarını BUS ya da elektrik sinyali aracılığıyla data logger ya da proses kontrol sistemlerine aktarır. Bu yapıya sahip nem ölçerler genelde duvara monte edilir ve depolarda iklim koşullarını kontrol etmek için kullanılabilir.  

Çeşitli nem ölçerler için sensörün korunmasını sağlayan farklı filtreler bulunur. Örneğin, nem geçişine dışında su geçişine hiçbir şekilde izin vermeyen ve böylece sensörün kullanım ömrünü uzatan sinterli filtrelerimiz mevcuttur. Sensörü kimyasal kontaminasyondan koruyan PTFE filtreleri de mevcuttur. Endüstriyel kullanım için sensörü yüksek nem alanından koruyan ve ısıtıcı sensör elemanıyla gelen, özel uygulamalar için uygun olan nem ölçerler modellerimiz de mevcuttur.

Mutlak nem ölçümü için tasarlanmış nem ölçerler, diğer nem ölçerlerden farklıdır. Bu tür nem ölçerler, belirli bir malzemeye göre ayarlanır. Bu da kullanıcının belirli bir malzemenin nemini hassas bir şekilde ölçebileceği anlamına gelir.

Malzeme nemini ölçen nem ölçerler, ölçüm prensibi ve kullanım alanı olarak farklılık gösterir.

Yaygın ölçüm yöntemlerinden biri temaslı yani malzemede bir tahribat yaratan elektrik direncidir. Bu yöntemde iki ölçüm ucu malzemeye yerleştirilir ve bu iki ölçüm ucu arasında elektrik direnci ölçülür. Ölçüm sonucu, dönüşüm grafiği ile gerçek nem içeriğine dönüştürülür ve yüzde (%) olarak görüntülenir.

Bir diğer ölçüm yöntemi de tahribatsız kapasitif ölçüm yöntemidir. Bu yöntemde nem sensörü iki kontak üzerinden bir elektrik alanı oluşturarak kapasiteyi ölçer. Daha fazla nem mevcut olduğu için kapasite de daha yüksektir. Ölçüm sonucu yüzde (%) olarak görüntülenir.

Yukarıda bahsedilen ölçüm yöntemleri yapı nem ölçümü alanında kullanılır.

Plastik granül ya da gıda gibi dökme malzemelerin nem ölçümünde yukarıda açıklanan bu yöntemler kullanılamaz. Böyle bir ölçüm gerçekleştirmek için uzun ve kılıç benzeri bir sensörü bulunan nem ölçerler tercih edilmelidir. Dahili kalibrasyon karakteristik eğrileri sayesinde cihaz malzemedeki nemini hesaplar. Bu ölçüm işlemi, denge nem içeriği (EMC) aracılığıyla gerçekleştirilir.

Nem ölçer, maddelerin su içeriğini belirlemek için kullanılır. Su içeriği, pek çok maddenin ve madde karışımlarının kullanılabilirliği, işlenebilirliği ya da dayanıklılığı için önemlidir. Kullanım amacına bağlı olarak çok yüksek ve çok düşük nem değerlerinin olumsuz etkileri olabilir. Bu nedenle, birçok ham madde ve malzeme için nem içerikleri tanımlanır. Örneğin, bozulmaması için tahılın çok nemli halde depolanmaması gerekir, ancak, kolay bir şekilde işlenebilmesi için çok da kuru olmaması gerekir.

Maddenin su içeriği, mutlak ya da bağıl değer olarak verilebilir. Bu iki değer birbirine dönüştürülebilir. Mutlak nem, hacim olarak litre başına gram ya da metreküp başına gram; kütle olarak kilogram başına gram olarak verilir. Değerleri farklı numune miktarlarında daha kolay ve hızlı bir şekilde karşılaştırabilmek için kütle ya da hacim yüzdesi cinsinden bağıl değerler sıklıkla kullanılır. Bu bağıl değerlerde yüzdenin numunenin toplam kütlesine mi yoksa kuru kütleye mi ait olduğuna dikkat etmek gerekir. Genelde karşılaştırmalı değerler malzeme standartlarında belirtilir. Pek çok nem ölçer, belirli malzemeler için ölçüm eğrilerini kaydeder. Bazı cihazlar, ölçüm değerlerinin yorumlanmasını basitleştirmek için kaba dereceler de gösterebilir.

Mevcut çok sayıda cihazla gaz, sıvı, katı ya da dökme malzemeler için nem ölçerler arasında kabaca bir ayrım yapılabilir. Gazlar için mevcut olan nem ölçerler, higrometre olarak da adlandırılabilir. Gazlarda nem emme kapasitesi büyük ölçüde sıcaklığa bağlıdır. Bu nedenle, hava ve diğer gazlar için tasarlanmış nem ölçerler her zaman nemi ve sıcaklığı kaydeder. Gaz halindeki bir madde söz konusu olduğunda bağıl nem için yüzde değeri ilgili sıcaklıktaki ulaşılabilir maksimum su buharı içeriğini ifade eder. Bazı özel nem ölçerler, yağlı sıvılardaki su içeriğinin belirlenmesini sağlar. Bu, hammadde üretim işlemlerinin yanı sıra motor, dişli ve hidrolik yağlar için de önemlidir. Katı ve dökme katılar için tasarlanmış nem ölçerler farklı ölçüm yöntemlerine sahip çeşitli versiyonlarda mevcuttur.

Gravimetrik, ağırlığı belirlemek için tartımı; kurutma da numunelerin kurutulmasını ifade eder. Suyun çıkarılmasıyla ağırlık azalır; böylece, kurutmadan önceki ve sonraki ağırlıklar karşılaştırılarak numunenin ne kadar su içerdiği belirlenebilir. Bu nem içeriği belirleme yöntemi, pek çok malzeme için kullanılabilir. Ayrıca, bu yöntem, diğer yöntemlere göre çalışan nem ölçerler için bir referans yöntemi görevi görür. Ancak, belirli malzemeler ısıtıldığında depolanan suyun haricinde diğer bileşenler de gazdan kurtulabildiğinden bu malzemeler için daha düşük bir sıcaklık seçilmelidir. Standartlar genellikle bir malzeme için kurutma işleminin gerçekleşmesi gereken sıcaklığı belirtir. Örneğin, alçı ve anhidrit için 40 °C kurutma için standart sıcaklıktır.

Başlangıç ağırlığı ve kuru ağırlık arasındaki fark doğru bir şekilde yapıldığında buharlaşan suyun ağırlığına denk gelir. Bu miktar, toplam kütle ya da kuru kütle ile ilişkili olabilir. Örneğin, 100 gram ağırlığındaki bir numune, ağırlık 75 grama düşene kadar kurutulur. 25 gramlık fark, toplam ağırlığa göre yüzde 25’lik; kuru ağırlığa göre yüzde 33’lük bir bağıl nemi ifade eder. Bu nedenle, sonuçları kullanırken karşılaştırmalı değerlerin toplam ağırlıkla mı kuru ağırlıkla mı ilişkili olduğunu bilmek gerekir. 

Kurutma yöntemi, nispeten daha uzun süren tahribatlı bir ölçümdür. Bu nedenle, numuneler özenle seçilmelidir. Bu ölçüm yöntemi için terazileri ısıtılabilir bir hazne ile birleştiren özel nem ölçerler bulunur. Bu kurutma terazileri, işlemi ve ölçümün değerlendirilmesini kolaylaştırır. Ancak, kurutma haznesinin boyutu nedeniyle sadece çok küçük numune miktarları kullanılabilir. 

Pek çok uygulamada ahşap ve yapı malzemelerinin nem içeriğinin belirlenmesi mümkün olduğunca hızlı, basit ve tahribatsız olmalıdır. Bu nedenle, dolaylı olarak neme bağlı parametreler aracılığıyla nem içeriğini belirleyen nem ölçerler bulunur. Çoğunlukla elektriksel olarak ölçülen büyüklükler, malzemelerin yapısı ve bileşiminden de etkilendiğinden gerçek ölçüm değerleri doğrudan mutlak ya da bağıl nem değerini göstermez. Bileşimi bilinmeyen malzemeler söz konusu olduğunda bile görüntülenen değerler, artan neme sahip alanların çok hızlı bir şekilde sınırlandırılmasını sağlar. Bu nem ölçerler, farklı zamanlarda birden fazla ölçüm yapıldığında nem değerlerinin artmasına ya da azalmasına ilişkin bir açıklama yapılmasını da sağlar.

Bu tür nem ölçerler, belirli ahşap ya da yapı malzemeleri için karakteristik eğrileri kaydetmek için de kullanılabilir. Bunun için çeşitli sayıda nem içeriği bilinen numune gerekir. Karakteristik eğrilerde malzemenin ilgili nem içeriği, her malzemeye özgü ölçüm değerlerine atanır. Geniş bir malzeme grubu ya da tek bir malzeme ya da ahşap türü için belirlenmiş karakteristik eğriler bulunur. Böyle bir nem ölçer ile ölçüme başlamadan önce uygun karakteristik eğrinin seçilmesi gerekir. Ardından, ölçüm değeri karakteristik eğri ile karşılaştırılır ve cihazda ilgili nem değeri görüntülenir.

Su içeriğinin hızlı ve kolay bir şekilde kontrol edilebileceği doğal malzemelerden yapılmış ham madde ve yakıtlar için çeşitli nem ölçerler mevcuttur. Bu nem ölçerlerin çoğunda malzeme numunesi ile doldurulan bir ölçüm haznesi bulunur. Diğer modellerde büyük saman balyalarının ya da peletlerin içindeki nemin belirlenmesini sağlamak için uzun delme sensörleri vardır. Bu delme sensörleri ile depolanan malzemeler az bir çabayla farklı yerlerde ve derinliklerde ölçülebilir.

Tahıllar için tasarlanmış nem ölçerler hem hasat zamanının belirlenmesini hem de depolama koşullarının izlenmesini sağlar. Buna ek olarak, bu tür nem ölçerler, ağırlığına göre tahıl alırken ve satarken adil koşulların sağlanması için de gereklidir. Sonuçta, tahılın barındırdığı normal nem miktarından daha fazlası için ödeme yapılmamalıdır. Ticari işlemler için kullanılan nem ölçerlerin kalibre edilmesi gerekirken çitflikte kullanılan tahıl nem ölçerlerin kalibre edilmesine gerek yoktur. Ancak, ölçüm değerlerinin hassas olmalarını sağlamak için düzenli olarak kalibre edilmelidir.

Akıcı malzemelerin devam eden üretim, kurutma ya da depolama işlemlerinde tahribatsız ölçüm için sensörleri ekipmana monte edilen nem ölçerler mevcuttur. Ölçüm değerleri, doğrudan kontrol ünitelerine ya da proses kontrol sistemlerine iletilir. Böylece, gerekirse kurutma koşulları otomatik olarak ayarlanabilir ya da sonraki işlemler için su çıkarılıp eklenebilir.

Malların depolanmasında bağıl nemin izlenmesi önemlidir. Bazı mallar ve ürünler sadece belirli çevre koşullarında depolanabilir. Nem ölçer, depo çalışanlarının ve kalite güvence uzmanlarının malları belirli düzenlemelere uygun olarak güvenli bir şekilde depolamasını sağlar. Bu tür bir nem ölçer mobil ya da sabit olabilir. Depoya monte edilmesi gereken bir nem ölçerin belirli bir noktaya yerleştirilmesi gerekir. Nem ölçerdeki ölçüm değerleri çeşitli şekillerde görüntülenebilir:

- Nem değerleri, kontrol odasında ya da yerinde küçük bir ekranda görüntülenebilir.

- Bağıl nem geniş bir ekranda görüntülenebilir.

- Ölçüm değerleri kurum içi ağına yerleştirilebilir.

Ortam koşullarının kaydedilmesi gereken şirketlerde veri kaydedicili (data logger) bir nem ölçerin kurulması önemlidir. Bu tür bir nem ölçer, değerleri görselleştirmenin yanı sıra depodaki koşulların eksiksiz bir şekilde belgelenmesini de sağlar. Ölçüm değerleri kaydedildikten sonra Excel, csv vb. gibi programlara aktarılabilir.

Tüm nem ölçerler fabrikada kalibre edilmiş olarak gelir. Ancak zamanla nem sensöründe kayma meydana gelmeye başladığında aynı nem içeriğini ölçmek için devamlı olarak yeniden kalibre edilmesi gerekir. Nem ölçer, opsiyonel kalibrasyon araçları ve standartları ile yeniden kalibre edilebilir ya da ISO kalibrasyonu için bize ya da bir kalibrasyon laboratuvarına gönderilebilir.

Bağıl nem, mutlak nem ve doyma miktarı arasındaki ilişkiyi ifade eder. Bağıl nem, %0 (tamamen kuru hava) ile %100 (sis, bulut gibi tamamen doymuş hava) arasındaki değerleri görüntüleyen bir ekranı bulunan nem ölçerler ile ölçülür. Bu ölçüm aralığı her nem ölçerde bulunmaz.

Sıcak hava soğuk havadan daha fazla su buharı aldığından hava kışın kuru; yazın boğucu olarak algılanır. Hava sıcaksa içerdiği su buharı miktarı artar. Bu, gerçek su miktarı aynı kalsa da bağıl nem yüzdesini düşürür. Aynı şekilde, daha soğuk hava, bağıl nem yüzdesini arttıran su buharı miktarını azaltır. Doymuş ortam havasında fazla suyun olması durumunda yoğuşma meydana gelir. Bazı nem ölçer modellerimiz, bağıl nem ve sıcaklığın yanı sıra çiğ noktası sıcaklığını da hesaplayabilir.

Basınçlı hava sistemleri, kaynakçılık, ısıl işlem, kesme, dövme ve nakliye gibi çeşitli teknoloji alanlarında kullanılmaktadır. Sistem koşullarının devamlı olarak izlenmesi, üretim işlemlerinde ya da ekipman ve makinelerin otomatikleştirilmesinin gerekli olduğu yerlerde doğru çalışma sağlar. Hazırlık aşamasında geniş hacimlerdeki atmosferik hava filtre sistemlerine verilir ve pnömatik sistemlere zararlı olduğu ifade edilen yağ, nem, yanma artığı ve toz gibi çeşitli partiküller filtrelenir. Ancak, filtre, nem gibi küçük partiküllerin sisteme geçmesine izin veren minimum boyut sınırı ile tasarlanmıştır. Bu kullanışlı ve kullanımı kolay pnömatik sistem, nem sistemin içinde yoğunlaşmaya başladığında arızalanabilir.

Sıcaklık azaldıkça havadaki yoğunlaşmış nem miktarı artmaya başlar ve zamanla eşit çiğ noktası sıcaklığına ulaşarak %100 bağıl nem ile doymuş hale gelebilir. Sıcaklık arttıkça tam tersi durum söz konusu olur. Bu nedenle, sistemler, basınçlı havada farklı miktarlarda yoğunlaşmanın yanı sıra farklı değerler de içerebilir.

Sistemde değişen miktarlardaki nem, boru hatlarında korozyona, nem karışımı ve yağ partiküllerinden dolayı basınçlı havada kontaminasyona, sistem bileşenlerinde aşırı yıpranmaya ve son ürün kalitesinde bozulmaya neden olabilir. Bu nedenle, nem, gıda ürünleri, içeçecek, tıbbi malzeme ve elektronik ekipmanların üretimini içeren alanlarda kesinlikle yasaklanırken bazı endüstriyel alanlarda izin verilen nem seviyeleri mevcuttur. Yine de katı bir izleme ve standartlara uygunluk gibi işlemlerin gerçekleştirilmesi gerekir.

Nem, üründe bulunma miktarına ve malzemedeki dağılıma bağlı olarak hem yıkıcı hem kurtarıcı olabilir. Özellikle depolama ve üretim söz konusu olduğunda nem izleme zorunlu görevlerden biridir. Ham malzemelerin yanı sıra son ürünler için de hassas nem miktarı ölçümü gerekir. Burada sorulması gereken soru, dökme malzemeler ya da sıvı malzemeler söz konusu olduğunda hassas ölçümün nasıl gerçekleştirileceğidir. Yanlış ölçüm cihazının kullanılması yanlış sonuçlara; yanlış sonuçlar da çok kuru malzeme çıkışı, malzemenin özelliklerinde kayıp, küf oluşumu vb. gibi istenmeyen sonuçlara neden olabilir. Inline nem ölçümü, hazırlıktan başlayarak son ürünün kontrolüne kadar tüm aşamalarda devamlı nem ölçümü sağladığından nem ölçümü işlemini yeni bir seviyeye taşımıştır. Tahıl, kum, pelet, talaş, farklı tahıl türleri ve beton olsun diğer pek çok malzeme olsun burada önemli olan nokta inline ölçümlerde nem ölçerin kullanılmasının her bir malzeme için hassas ve tekrarlanabilir ölçümler sağlamasıdır. Siloda, konveyör bandında ve beton karıştırıcıda büyük miktarlarda ürün söz konusu olduğunda ilk sorun nem dağıtımının homojen olamama ihtimalidir. Bu nedenle, yüzey ölçümü işe yaramaz ve tüm ölçüm cihazları sadece yüzey ölçümünü ya da çok ince bir katmanın ölçümünü verir.

Inline ölçümler için tasarlanmış nem ölçerler farklı tasarımlara sahip olabilir ve montaj kolaylığı, malzeme için en yüksek ölçüm verimliliği ve ölçüm yöntemi gibi kriterler cihaz seçimini etkiler. Mikrodalga yöntemi, dökme malzemelerdeki nem içeriğinin ölçülmesinde en çok kullanılan yöntemdir. Bu yöntem, malzeme eşit dağılmadığında, nem birikimi aynı olmadığında ya da malzemenin yoğunluğu yüksek olduğunda kullanılabilir. Bu tür zorlu ölçüm görevleri mikrodalga ölçüm yöntemiyle çalışan nem ölçerler için sorun değildir. Her bir malzeme için ön kalibrasyon seçeneği olduğu için nem ölçer ile ortalama nem içeriği hassas bir şekilde ölçülebilir. Inline ölçümler için tasarlanmış nem ölçerler, ısı dengelemesi ya da partinin farklı kısımlarında olası nem içeriği farkı ve eşit olmayan yoğunluk vb. ile ilgilenir. Nem ölçümü, toplam malzeme ya da ürünün izin verilen nem içeriğini belirleme görevi olduğundan dilatometrik yöntemi en zorlu ölçüm görevleri için uygun olan bir ölçüm yöntemi haline gelmiştir. Malzemelerin bağıl geçirgenlik değeri suyun değerinden farklıdır. Sinyal, malzemeye girer ve tüm malzeme için nem içeriği değeri hesaplanır. Bu tür nem ölçerlerin avantajı, sensör uzunluğunun ölçtükleri derinliğe eşit olmamasıdır. Malzemedeki elektromanyetik dalga (kırılma endeksi) değişiklikleri nem ölçer ile kaydedilir ve ölçülür. Böylece, test edilen malzemenin dielektrik özellikleri analiz edilir. Hesaplamalar, cihazda bulunan yazılım ve kalibrasyon tabloları ile gerçekleştirildiğinden güvenilir sonuçlar elde edilir. 

Inline ölçümler için tasarlanmış nem ölçerlerin çeşitli uygulama alanları mevcuttur. Modern cihazlarda elektronik birimleri için özel malzemeler kullanıldığından bazı modeller patlayıcı ortamlarda ve çok yüksek sıcaklıklarda kullanılabilir. Üretim işlemlerinin ölçüm gerçekleştirmek için durmaması gerektiğinden doğru tasarımı ve uygun montajı olan bir cihazın seçilmesi gerekir. Çeşitli ürün ve tahılların ölçülmesinin gerekli olduğu tarım sektörü, beton, kil, kum ve kırma taş vb. yapı malzemelerinin üretimi ve kömür, petrol vb. madencilik ya da petrokimya gibi ağır sanayi söz konusu olduğunda tüm bu alanlar için nem ölçer vazgeçilmez bir araçtır.

Biyokütlenin nem içeriği, dayanıklılığı ve işlenebilirliği açısından büyük önem taşımaktadır. Bu nedenle, nem ölçerler çoğunlukla su içeriğini kontrol etmek için kullanılır. Biyokütleler doğası gereği az ya da çok su barındırır. Hasat ya da kesim zamanı seçerken su içeriği göz önünde bulundurulur. Ancak, biyokütleler, yağış ya da yüksek nem aracılığıyla kuruduktan sonra nemi tekrar emebilir. Bu nedenle, biyokütleler depolanırken hem malzemenin mevcut nem içeriğine hem de depolama alanındaki sıcaklık ve neme de dikkat edilmelidir. Ortamdaki iklime bağlı olarak depolanan mallar, nem dengesi sağlanana kadar nemi emebilir ya da salabilir. Herhangi bir değişimin meydana gelmemesi durumunda ilgili çevre koşulları için malzeme denge nem içeriğine ulaşılmış olur. Malzeme, nemi saldığı sürece yakın çevrede ve katmanlı malzeme arasındaki boşluklarda oluşan hava nemi ortamdakinden daha yüksek olur. Depolanan malzemedeki nem, ortamdakini ne kadar aşarsa malzemenin nem içeriği de o kadar yüksek olur.

Saman söz konusu olduğunda nem ve sıcaklığı kontrol etmek için genelde delici iğneleri bulunan ve pil ile çalışan nem ölçerler kullanılır. Bu nem ölçerler, ölçümü sadece penetrasyon sensörünün ucu ile gerçekleştirdiğinden ölçümler farklı derinliklerde sorunsuz bir şekilde gerçekleştirilebilir. 

Bazı balyalama preslerinde presleme işlemi sırasında balya nemini belirleyen entegre bir nem ölçer bulunur. Yeni preslenmiş balyadaki nem çok yüksek ise işlemin sonlandırılıp sonlandırılmayacağına ya da çok nemli balyaların kurutulup kurutulmaması gerektiğine hemen karar verilebilir.

Nem ölçerler, yakıt ya da hammadde olarak kullanılacak talaşın nem içeriğini kontrol etmek için de kullanılabilir. Odun cipsi, sonraki kullanımına ve taşıma türüne göre depolanır. Sadece yeterli miktarda kuru olan odun cipsi yakma işlemi için kullanılabilir. Sunta, briket ya da odun peletleri işlenirken fazla çaba harcamadan kuru talaşlara su eklenebilirken çok nemli talaşların daha fazla çaba ile kurutulması gerekir.

Odundan ya da odun cipsi ve pelet gibi doğal liflerden yapılmış malzemeler için su içeriğinin hızlı ve kolay bir şekilde kontrol edilmesini sağlayan nem ölçer modelleri mevcuttur. Bu nem ölçerlerin çoğunda malzeme numunesi ile doldurulan bir ölçüm haznesi bulunur. Diğer modellerde odun cipsi ya da peletlerin içindeki nemin belirlenmesini sağlamak için uzun delme sensörleri vardır. Bu nem ölçerler ile depolanan malzemeler az bir çabayla farklı yerlerde ve derinliklerde ölçülebilir.