نحوه سنجش رطوبت هوا

هوای اتمسفری مخلوطی از گاز های مختلف ، بخار آب و آلاینده های متعددی است . صرف نظر از آلاینده ها که از یک محل به محل دیگر بسیار متفاوت است ، ترکیب هوای خشک نسبتا ثابت بوده و با توجه به زمان ، مکان و ارتفاع ، مختصری تغییر می یابد در عمل هوا مخلوطی از هوای خشک و بخار آب است . مقدار بخار آب ممکن است از صفر تا مقدار حداکثری که تابع دما و فشار مخلوط است ، تغییر یابد . میزان بخار آب موجود در هوا به عنوان رطوبت شناخته شده است .

روش های اندازه گیری رطوبت نسبی در هوا به دو دسته کلی تقسیم می شوند:

در این روش از وسایلی استفاده می گردد که به طور مستقیم قادر به اندازه گیری رطوبت نسبی هوا می باشند . در این وسایل ، از موادی استفاده می گردد که نسبت به رطوبت هوا حساسیت زیادی دارند و با تغییر رطوبت هوا برخی از پارامتر های فیزیکی آنان تغییر می کند ( مانند طول ، مقاومت ، سطح و ... ) . نظیر:
هیدروگراف ← براساس اندازه گیری تغییر طول جنس موی خاصی از انسان عمل می کند . یا بر اساس تغییر مساحت سطح مشخصی از پوست قورباغه ( که در حال کشش می باشد ) عمل می کند .
ترموهیدر دیجیتالی : دارای سنسوری است که در اثر تغییر رطوبت هوا ، جریان الکتریکی تولید می کند . میزان جریان الکتریکی متناسب با رطوبت موجود در هوا است . این وسیله در سنجش رطوبت هوا در مقابل دمنده سیستم های تهویه کاربرد زیادی دارد .

در روش غیر مستقیم اندازه گیری دو پارامتر : دماسنج خشک و دماسنج تر چرخان ، مقدار رطوبت نسبی به کمک روابط ، جداول ، خط کش و نمودار تعیین می شود . در اندازه گیری دمای خشک و تر چرهان لازم است جریان هوای اجباری با سرعت 2.5 متر ر ثانیه از سطح بخش حساس دما سنج ها عبور داده شود . بدین منظور رطوبت سنج به گونه ای طراحی گردیده است تا دو دمتسنج خشک و تر در کنار یکدیگر قرار گرفته و سرعت مورد بنسظر هوا از سطح مخزن آنها عبور داده شود . رطوبت سنج هایی که بر این اساس عمل می کنند به دو صورت کلی : رطوبت سنج چرخان ( whiring hygrometer ) و رطوبت سنج آسمن (  assman higromete ) ساخته و ارائه شده اند .

مرکب از دو دماسنج است که مخزن یکی از آن ها با فتیله ای با قابلیت رسانایی آب پوشش یافته وبه عنو ان دماسنج تر استفاده می شود (در ضمن رطوبت سنج چرخان با مخزن وبدون مخزن داریم ) ومجهز به دسته ای می باشد که می توان آن را حول محور بازو به حرکت در آورد وبدین ترتیب تهویه لازم در سطح مخزن ها که بخشی حساس دماسنج هاست را تامین  می کند .

تفاوت این رطوبت سنج با رطوبت سنج چرخان در اینست که در نوع مکش جریان هوا به کمک یک باد بزن که پس از کوک شدن عمل می کند از روی مخزن  دماسنج عبور می کند .
علاوه بر این در رطوبت سنج آسمن فتیله به روش دستی مرطوب می شود و مخزن آب وجود ندارد . فن موجود در این رطوبت سنج  جریان هوا را با سرعت یکنواخت (5/2متر بر ثانیه ) در سطح دماسنج ها تامین می نماید.

نکاتی مهم در مورد این رطوبت سنج ها:

در رطوبت سنج ها باید هردو دماسنج مورد استفاده از یک نوع ویک اندازه وساخت یک نوع شرکت باشند در خصوص دماسنج تا 1/0دمای درجه سانتی گراد انجام گیرد در  خصوص رطوبت سنج آسمن دقت شود که هواکش مربوط حرکتی یکنواخت داشته وتهویه کافی را در دماسنج ها ایجاد کند در رابطه با رطوبت سنج چرخان سرعت گردش،یکنواخت وکافی باشد.

وسایل مورد نیاز آزمایش:

اول ما فتیله  دماسنج چرخان را با آب مقطر خیس می کنیم و بعد به مدت 3 الی 5 دقیقه دسته آنرا  می گیریم و حول محور بازو می چر خانیم و بعد دمای دماسنج ترو خشک  را ثبت می کنیم ( همیشه دمای دماسنج خشک از تر بیشتر است ) ما برای رطوبت سنج چرخان سه بار آزمایش انجام دادیم و برای هر آزمایش از روش مختلف تعیین رطوبت نسبی استفاده کردیم.

در بار اول بعد از 5 دقیقه چرخاندن رطوبت سنج چرخان حول محور بازو دما ها به شرح زیر بوده:
دمای دماسنج تر =  13 درجه سانتی گراد              دمای دماسنج خشک =   22  درجه سانتی گراد  
در این بار اول از روی نمودار تعیین رطوبت نسبی استفاده می کنیم که روش آن به این صورت است :این نمودارها از مهم ترین خصوصیات آنها اختصاصی بودن هر کدام از آنها در یک ارتفاع خاص از سطح دریا است . و با توجه به نمودار رطوبت  نسبی محیط کار ما برای ما 38 درصد می باشد .
در بار دوم بعد از 5 دقیقه چرخاندن رطوبت سنج چرخان دمای اندازه گیری شده
دمای دماسنج تر =  13 درجه سانتی گراد
دمای دماسنج خشک =21 درجه سانتی گراد
این بار از روی جداول : این جداول معمولا براساس دمای تر و اختلاف میان دمای خشک و تر چرخان ارائه شده است اول اختلاف تر و خشک را حساب می کنیم و با وصل کردن دمای تر چرخان (عمودی ستون ) و تفاضل دمای خشک و تر چرخان (افقی ستون ) به دست می آوریم .
اختلاف: 8 =13-21         رطوبت نسبی محیط کار ما حدودا 37 % می باشد .
در بارسوم بعد از 5 دقیقه چرخاندن رطوبت سنج دما ها را ثبت می کنیم .
دمای تر :12.5 درجه سانتی گرا د
دمای خشک : 20 درجه سانتی گراد
این بار از روش خط کش که عمدتا توسط کمپانی casella ساخته می شود محاسبه می کنیم . دراین روش خط کش دارای دو خط عمودی Aو B می باشد که هر کدام دارای دامنه دمایی مشخص می باشد که A:15-30  وB:30-60.
در این آزمایش یک یاز دو خط فوق را روی مقدار دمای خشک که در اینجا 20 ردجه سانتی گراد می باشد تنظیم نموده که دراینجا روی خط A می باشد سپس در دمای تر روی همان خط افقی میزان رطوبت را از روی منحنی مربوطه قرائت می نمایئم.
که در اینجا میزان رطوبت ما 35 % می باشد .

در این آزمایش ما می خواهیم از طریق رطوبت سنج آسمن میزان رطوبت نسبی محیط کار را محاسبه کنیم .با روشن کردن رطوبت سنج به مدت 5 دقیقه ما دمای دماسنج های تر و خشک را بدست می آوریم .
دمای دماسنج تر :16                دمای دماسنج خشک :21
با توجه به روش خط کش رطوبت نسبی = 57 %
با توجه به روش جداول رطوبت نسبی = 58%
با توجه به روش نمودار رطوبت نسبی = 60% می باشد .
نکته : در هر دو آزمایش ما که از نمودار استفاده کردیم فقط جهت آشنایی با نمودار و کار با "آن بود چون هر نمودار در ارتفاعات مشخصی از سطح دریا می باشد و ممکن است عدد بدست آمده ما از روی نمودار دقیق نباشد .

از مهمترین علل خطا در آزمایش با این وسایل:

داد هی به دست آمده از رطوبت سنج چرخان را می توان به روش های مختلفی به رطوبت نسبی تبدیل نمود . عمده ترین آنها عبارتند از:
با دانستن دمای تر و خشک و فشار هوا می توان رطوبت نسبی را با استفاده از رابطه زیر به دست آورد:
RH = 100 / PSW [ PSW – (TA – TW )(PA – PS ) / 1547.6-1.478TW ]
TA : دمای هو (درجه سانتی گراد )
TW : دمای تر (درجه سانتی گراد )
PA : فشار جو بر حسب ( Kpa )
PS : فشار خار آب در دمای خشک بر حسب ( Kpa )
PSW : فشار بخار آب در دمای تر ( Kpa )

به منظور تعیین میزان رطوبت نسبی از طرف به منظور تعیین رطوبت نسبی از طرف مراکز مختلف ، جداولی ارائه شده است که می تواند مستقیما در صد رطوبت را به کمک آن تعیین نمود . این جداول معمولا براساس دمای تر و خشک چرخان ارائه شده است . به هنگام استفاده از این جداول باید به محدودیت های آن دقت نمود .

یکی از راه های تعیین رطوبت نسبی استفاده از خط کش است که توسط کمپانی های مختلف از جمله casella ارائه شده است  . خط کش فوق دارای دو خط عمودی A و B می باشد که هر کدام دارای دامنه دمایی مشخصی هستند . جهت محاسبه رطوبت لازم است طبق دستور العمل یکی از دو خط فوق را روی مقدار دمای خشک ( که روی محور  افقی نشان داده شده است ) تنظیم نموده و سپس در دمای تر روی همان خط افقی میزان رطوبت را ازمنحنی مربوطه قرائت کرد .
خط عموی A برای دماهای بین 30 تا 15- درجه سانتی گراد و خط B برای دماهای بین 15 تا 60 درجه سانتی گراد استفاده می گردد .

در این روش از یکسری نمودارهایی که بهمین منظور تهیه شده است ( نمودارهای سایکومتری ) استفاده می گردد . از مهمترین خصوصیات این نموگرام ها اختصاصی بودن هر کدام از آنها در یک ارتفاع خاص از سطح دریاست ( یا به عبارتی فشار های مختلف ) ، که باید به آنها توجه نمود .

با توجه به انجام آزمایش های بالا ما می دانیم اگر رطوبت محیط کار ما تغییر نکند رطوبت محیط کار ما آزار دهنده نمی باشد و با توجه به استاندارد ها رطوبت نباید بالاتر از 50 % باشد و در کار با این وسایل می دانیم که رطوبت سنج آسمن دمای تر محیط را نسبت به چرخان بیشتر نشان می دهد .