چیست هیگرومتر؟

تعریف

هیگرومتر برای اندازه‌گیری رطوبت محیط اطراف استفاده می‌شود، که "رطوبت" به مقدار بخار آب در یک گاز اشاره دارد. هیگرومترها بر اساس این اصل کار می‌کنند که خواص فیزیکی مواد در پاسخ به رطوبت تغییر می‌کنند و این امر امکان اندازه‌گیری را فراهم می‌آورد.

رطوبت به دو نوع تقسیم‌بندی می‌شود:

• رطوبت مطلق: نشان‌دهنده مقدار بخار آب در واحد حجم هوا است.

• رطوبت نسبی: نسبت فشار واقعی بخار آب به بیشترین فشار بخار آب قابل دستیابی توسط یک ماده در دمای خاص، که به دما بستگی دارد.

طبقه‌بندی هیگرومترها

هیگرومترها بر اساس موادی که برای اندازه‌گیری رطوبت استفاده می‌شوند، طبقه‌بندی می‌شوند، از جمله:

هیگرومتر مقاومتی

هیگرومتر مقاومتی شامل یک لایه رسانا از موادی مانند کلرید لیتیم یا کربن است که بین الکترودهای فلزی قرار دارد. مقاومت این لایه با تغییرات رطوبت هوا در اطراف تغییر می‌کند.

مقدار رطوبت جذب شده توسط کلرید لیتیم به رطوبت نسبی بستگی دارد. رطوبت نسبی بالاتر باعث می‌شود کلرید لیتیم رطوبت بیشتری جذب کند و مقاومت آن کاهش یابد.

تغییر مقاومت با اعمال جریان متناوب (AC) به یک مدار پل اندازه‌گیری می‌شود. از جریان مستقیم (DC) پرهیز می‌شود زیرا می‌تواند لایه کلرید لیتیم را تخریب کند. جریان مسدود شده نشان‌دهنده مقدار مقاومت است که با رطوبت نسبی مرتبط است.

هیگرومتر ظرفیتی

هیگرومتر ظرفیتی رطوبت محیط اطراف را از طریق تغییرات ظرفیت یک کندانسور اندازه‌گیری می‌کند و دقت بالایی دارد. این دستگاه شامل ماده هیدروسکوپیک (که سریعاً آب را جذب می‌کند) بین الکترودهای فلزی است. جذب آب توسط ماده ظرفیت کندانسور را تغییر می‌دهد که توسط یک مدار الکترونیکی تشخیص داده می‌شود.

رفرکتومتر مایکروویو

رفرکتومتر مایکروویو شاخص شکست هوا مرطوب را با تغییر رطوبت اندازه‌گیری می‌کند. شاخص شکست نسبت سرعت نور در یک محیط به محیط دیگر است که با اندازه‌گیری ثابت دی الکتریک (با استفاده از کندانسور) یا تغییرات فرکانس در هوا مرطوب تعیین می‌شود.

هیگرومتر اکسید آلومینیوم

این هیگرومتر از آلومینیوم آنودی شده پوشیده شده با اکسید آلومینیوم استفاده می‌کند. رطوبت ثابت دی الکتریک و مقاومت آلومینیوم را تغییر می‌دهد. این دستگاه از آلومینیوم به عنوان یک الکترود و یک لایه طلا به عنوان الکترود دوم استفاده می‌کند.

الکترود دوم دارای پسامد است تا مخلوط هوایی را جذب کند. رطوبت تغییرات ظرفیت و مقاومت ماده را القا می‌کند و این تغییرات موجب تغییر امپدانس می‌شود. این امپدانس با استفاده از یک مدار پل اندازه‌گیری می‌شود که این هیگرومتر را به عنوان یک مؤلفه کلیدی در سیستم‌های الکترونیکی می‌سازد.

هیگرومتر بلوری

شکل زیر یک هیگرومتر بلوری با استفاده از کوارتز را نشان می‌دهد.

در هیگرومتر بلوری، از یک بلور هیدروسکوپیک یا یک بلور پوشیده شده با ماده هیدروسکوپیک استفاده می‌شود. وقتی بلور قطرات آب را جذب می‌کند، جرم آن تغییر می‌کند. تغییر جرم متناسب با مجموع آب جذب شده توسط بلور است.