Chombo kinachotumika sana kupima unyevunyevu wa hewa (na gesi zingine) ni kipima joto cha ufupishaji. Kanuni ya uendeshaji wake ni kupima halijoto, inayoitwa sehemu ya umande, ambapo mgandamizo wa unyevu kutoka angani huanza.
Unyevu wa hewa ni nini
Kipima joto hupima kiwango cha unyevu hewani, ambacho kinaweza kuwakilishwa kama thamani kamili au linganifu. Wa kwanza wao hutoa tu wingi wa mvuke wa maji katika mita 1 ya ujazo. m ya hewa kwa joto fulani. Lakini ya pili inaonyesha jinsi mvuke wa maji katika hewa ulivyo karibu na hali ya kueneza, i.e. kwa usawa wa nguvu na awamu yake ya kioevu - wakati hakuna uvukizi au condensation. Ni sawa na uwiano wa unyevu uliopimwa wa hewa kwa unyevu wake kabisa katika hali ya kueneza. Wakati mvuke wa maji katika hewa umejaa (tena, kwa joto fulani), unyevu wa jamaa wa hewa hiyo ni 100%. Katika hewa yenye mvuke wa maji usiojaa, ni, ipasavyo, kidogo.
Jinsi hygrometer ya condensation inavyofanya kazi
Kanuni ya utendakazi wa kifaa chochote cha kubainisha unyevunyevu wa hewa, kama sheria, ni kupima kiasi kingine, kama vile halijoto, shinikizo, uzito, au mabadiliko ya mitambo na umeme katika dutu inayofyonza unyevu.. Kwa hesabu inayofaa na hesabu, maadili haya yaliyopimwa yanaweza kusababisha uamuzi wa unyevu kabisa au jamaa. Jukumu muhimu sana katika mchakato huu linachezwa na hali ya joto ambayo kueneza kwa mvuke hutokea, inayoitwa hatua ya umande. Kama sheria, vifaa vya kisasa vya kielektroniki vya kuamua unyevu wa hewa hupima joto hili au mabadiliko katika uwezo wa umeme au upinzani wa vitu anuwai vya kunyonya, ambavyo hubadilishwa (otomatiki) kuwa viashiria vya unyevu.
Kifaa cha kupima ufupishaji hewa
Kazi yake inategemea kwa usahihi kipimo cha mvuke wa maji angani kwa mbinu ya kumweka umande. Njia hii inahusisha kupoeza uso, kwa kawaida kioo cha chuma, kwa joto ambalo maji kwenye uso wa kioo ni katika usawa na shinikizo la mvuke wa maji katika sampuli ya gesi juu ya uso. Katika halijoto hii, wingi wa maji juu ya uso wa kioo hauongezeki (ikiwa uso ni baridi sana) au kupungua (ikiwa uso ni joto sana), i.e. mvuke ulio juu ya kioo uko katika usawa wa nguvu na condensate ya maji imewashwa. kioo (mvuke imejaa).
Kioo hiki kimetengenezwa kwa nyenzo yenye mshikamano mzuri wa mafuta (kama fedha au shaba) nailiyopambwa kwa chuma ajizi kama vile iridiamu, rubidiamu, nikeli au dhahabu ili kuzuia kuchafua na uoksidishaji. Kioo kinapozwa na baridi ya thermoelectric (athari ya Peltier) hadi kuundwa kwa condensate. Mwangaza wa mwanga, kwa kawaida kutoka kwa diodi ya hali dhabiti inayotoa mwanga wa ukanda mpana, huelekezwa kwenye uso wa kioo, na kitambua picha hufuatilia mwanga unaoakisiwa, ambao mtiririko wake huwa wa juu zaidi wakati hakuna ufindishaji kwenye kioo.
Njia ya operesheni ya kipima joto cha kioo cha mtoto
Umande unaposhuka kwenye kioo cha kioo, mwanga unaoakisiwa hutawanywa. Katika kesi hii, flux yake inayoingia kwenye photodetector inapungua, ambayo inasababisha mabadiliko katika ishara ya pato la mwisho. Hii, kwa upande wake, inadhibitiwa na mfumo wa udhibiti wa baridi wa analogi au wa dijiti wa thermoelectric ambao hudumisha halijoto thabiti ya kioo kwenye sehemu ya umande. Kwa mfumo ulioundwa vizuri, kioo kinahifadhiwa kwenye joto ambapo kiwango cha condensation ni sawa sawa na kiwango cha uvukizi wa safu ya umande. Kipimajoto sahihi kidogo cha platinamu (PRT) kilichowekwa kwenye kioo hupima halijoto yake katika hatua hiyo, ambayo hubadilishwa kiotomatiki kuwa usomaji wa unyevu.
Kipimo cha kupima unyevu wa hewa cha muundo unaozingatiwa pia kinajumuisha pampu ya utupu ya kusukuma katika sehemu iliyochanganuliwa ya gesi, na vipengee vya ziada vya kuchuja katika hali chafu.
Faida za hygrometers zinazozingatiwa
Zana kama hizo, kwa kuzingatia kanuni rahisi ya utendakazi, zilizo na anuwai ya vipimo, usahihi wa juu na usomaji thabiti, hutumiwa sana katika tasnia na utafiti wa kisayansi. Kipimo cha kupima umande cha kawaida, tofauti na vitambuzi vingine vingi vya unyevu, kinaweza kufanywa kuwa dhabiti sana, kiuhalisia sugu, na kupunguza hitaji la kurekebisha tena. Kipimo cha unyevu wa sehemu ya umande kinaweza kupima kiwango cha umande katika kiwango cha joto kutoka 100 °C hadi kiwango cha chini cha -70 °C. Katika hali hii, usahihi wa kipimo ni sehemu ya kumi ya digrii.
Vipimo vya maji vingi vya muundo unaozingatiwa vina kidhibiti microprocessor na, pamoja na kihisi joto kinachostahimili uwezo wa kustahimili halijoto, vinaweza kukokotoa na kuonyesha kwenye kiashirio cha nje vigezo vyovyote vya unyevu unavyotaka pamoja na au badala ya sehemu ya umande. Kwa kuongeza, vifaa hivi vinaruhusu uhamisho wa matokeo kwa kutumia teknolojia ya wireless. Kwa kawaida, vifaa kama hivyo hutumika sana kama sehemu ya mifumo mbalimbali ya viwanda kwa ajili ya ukusanyaji wa data otomatiki na udhibiti wa michakato husika ya kiufundi.
Hygrometer kama hii ingegharimu kiasi gani? Bei yake, bila shaka, imedhamiriwa hasa na seti ya kazi zilizotekelezwa, kulingana na upatikanaji na utata wa mfumo wa kudhibiti umeme wa kifaa. Kwa hivyo, hygrometer ya condensation iliyosimama ambayo inaonekana kama oscilloscope ya dijiti inagharimu angalau $ 4,000. Hasa mifano "ya hali ya juu" inaweza kugharimu zaidi ya $10,000. Kwenye sokoUnaweza pia kupata hygrometer inayofanya kazi kikamilifu. Bei yake ni kuanzia dola 1 hadi 2 elfu.
Hasara za hygrometers za condensation
Ingawa mfumo unaozingatiwa wa hygrometers unachukuliwa kuwa bora zaidi katika mchakato wa kipimo, hasara yake ni uchafuzi usioepukika wa sehemu za njia ya kupimia wakati wa operesheni.
Hygrometers zilizo na vioo vilivyopozwa huwa na tabia ya kuongeza dosari za kipimo kutokana na kuwepo kwa uchafu unaoyeyuka na usioyeyushwa uliowekwa kwenye kioo. Chembe zisizo na maji huathiri sifa za macho za kioo. Vumbi la wastani au kuonekana kwa chembe zisizo na maji kwenye kioo hutoa vituo vya mkusanyiko ambavyo umande au baridi inaweza kuunda, na hivyo kuongeza muda wa majibu ya kifaa. Uchafu wa mumunyifu huathiri kiasi cha shinikizo la mvuke kutoka kwa unyevu uliofupishwa kwenye kioo, ambayo hubadilisha kiwango cha umande. Vipimo vya kisasa vya kupimia (angalau miundo yao ya kisasa zaidi) hujumuisha vipengele vya "kujijaribu" ambavyo huruhusu kifaa kutambua na kukabiliana na uchafuzi kwa kufanya marekebisho yanayofaa kwa kanuni za kukokotoa unyevunyevu.
Bila kujali uwezo huu, takriban vipimo vyote vya kupima sauti vinavyohusika vinahitaji kuangaliwa na kusafishwa mara kwa mara.
Matengenezo ya Vipimo vya Chilled Mirror
Mwongozo wa maagizo unapendekeza nini kwa mtumiaji wa kifaa kwa maana hii. Hygrometer ambayo ni nyeti kwa uchafu lazima iwekusafishwa mara kwa mara ili kuhakikisha uthabiti wa matokeo ya kipimo, ingawa hii inaweza kuongeza gharama ya matengenezo yake. Ukaguzi wa kioo cha chombo kwa kawaida hufanywa kwa kutumia darubini iliyojengewa ndani, na matengenezo yake hufanywa kwa mikono baada ya kufungua sehemu ya kupimia.
Ikiwa utakaso wa uso wa kioo unafanywa kwa mzunguko unaohitajika katika maagizo ya uendeshaji wake, basi kwa njia hii inawezekana kudumisha usahihi wa vipimo. Ufikiaji rahisi wa uso wa kioo kwa kusafisha kawaida hutolewa na bawaba kati ya vifaa vya macho na kioo. Sasa unaweza kupata hygrometer yoyote ya condensation ambayo mtumiaji anahitaji kwenye soko. Picha iliyo hapa chini inaonyesha mfano wa utekelezaji wake.
Matumizi ya hygrometers katika metrology
Kipima kipimo kilichoundwa na kuhifadhiwa vizuri cha kioo kilichopozwa hutoa vipimo vya unyevu kwa maagizo ya usahihi wa ukubwa kuliko mita zingine maarufu za unyevu. Usahihi wa kipimo chake cha asili, hasa ikiwa na kipimajoto cha platinamu kwa kipimo cha joto, kioo na darubini ya nguvu ya kati kwa ufuatiliaji wa kioo, hufanya iwe bora kwa vipimo vya metrological. Uwezekano wa kusambaza taarifa kupitia chaneli za mawasiliano ya kidijitali zisizotumia waya hufungua uwezekano mpana wa kutumia hygrometers kama hizo katika mifumo ya kimataifa ya kukusanya na kuchakata taarifa za hali ya hewa.
Tumia katika maabara za kiwandani na mazingira machafu
Kipimo hiki cha unyevu wa hewa ni bora kwa kupima thamani yake kamili katika maabara ya hali ya hewa ya kiwanda. Mara nyingi hutumika kama marejeleo ya kudhibiti usahihi wa vifaa vingine, kama vile vitambuzi vya unyevunyevu kiasi vinavyotumiwa kudhibiti vyumba vya majaribio ya mazingira.
Uthabiti wa nyenzo zinazotumika katika ujenzi wa hygrometers hizi, pamoja na uwezo wa kuzisafisha mara kwa mara, hufanya vyombo kufaa kwa maisha ya huduma ya muda mrefu katika mazingira yenye uchafu mwingi bila kupoteza urekebishaji. Uthabiti huu wa utendakazi unazifanya zifae kwa matumizi katika mitiririko ya gesi ambapo viwango vya juu vya uchafuzi katika sampuli za gesi ni hatari kwa aina zisizo thabiti za vitambuzi vya unyevu. Kwa mfano, aina hii ya hygrometer hutumiwa sana kudhibiti kiwango cha umande wakati wa ugumu wa joto wa nyuso za bidhaa za chuma katika mazingira ya hewa yenye uchafu maalum. Katika hali kama hizi, ni muhimu kutoa ufikiaji rahisi wa kioo kwa kusafisha.
Uzalishaji unaoathiri unyevu
Michakato maalum ya ufungaji inayohitajika katika utengenezaji wa dawa, filamu, mipako na bidhaa nyinginezo mara nyingi hufuatiliwa kwa vidhibiti vilivyopozwa vya vioo. Tena, uchaguzi wao katika kesi hii unaathiriwa na utulivu wa usahihi wa kipimo na maisha ya huduma ya muda mrefu. Aidha, kwa kuwa taratibu hizi huwa hazielekei sanagharama za kifaa, gharama kubwa ya hygrometers hizi sio sababu ya kuamua katika kuchagua mpango wa ufuatiliaji wa unyevu.
Gesi zenye joto la juu na sehemu zake za umande
Aina hii ya hygrometer mara nyingi huchaguliwa ili kupima halijoto ya kiwango cha umande zaidi ya halijoto iliyoko. Vyombo vya kioo vilivyopozwa vilitumiwa mapema mwaka wa 1966 kufuatilia seli za mafuta za roketi ya roketi ya Apollo zinazofanya kazi kwa 250°C na 700 psi. Kwa teknolojia ya kisasa ya kupoeza kioo cha umeme wa joto, umande unaelekeza hadi 100 °C (na juu zaidi, ikichukua shinikizo la juu ya shinikizo la anga) hupimwa kwa urahisi. Katika hali kama hizi, nyuso zote za chumba cha kupimia cha hygrometer ambazo zimegusana na sampuli ya gesi lazima ziwe na halijoto ya juu zaidi ya kiwango cha juu zaidi cha umande kinachotarajiwa, vinginevyo ufupishaji utatokea kwenye nyuso hizi na kipimo kitakuwa na hitilafu.
Katika vipimo vya kupima unyevu vilivyoundwa kupima kiwango cha umande wa gesi zenye joto la juu, ni jambo la kawaida kutumia hita za umeme zinazodhibitiwa na halijoto ili kuweka kuta za chemba ya kupimia juu ya viwango vya juu zaidi vya umande vinavyotarajiwa. Vipengee vya hali dhabiti vya macho kama vile LED na vigunduzi hudumishwa katika halijoto ya kawaida ya kufanya kazi (kawaida 85°C) ili kuzuia uharibifu na uharibifu wa hygrometer. Hili linaweza kufanikishwa kwa kuhami vijenzi hivi kwa njia ya joto kutoka kwa chemba ya kupimia joto.
