Методы измерения влажности

С точки зрения физико-химической сущности процессов, происходящих при измерении влажности газов и жидкостей, все методы можно разбить на две группы: основанные на непосредственном выделении влаги из анализируемой среды с последующим определением её количества (т.н. прямые методы) и основанные на измерении какой-либо физической величины, функционально связанной с влагосодержанием среды (косвенные методы) [1,2].

Широко распространена классификация по характеру физической величины, в которую преобразуется влажность. При этом микроэлектронные датчики влажности можно разбить на две большие группы: температурно- градиентные (включающие психрометрические и конденсационные) и сорбционные (включающие кулонометрические, сорбционно-импедансные и пьезосорбционные).

Температурно-градиентные датчики влажности

Психрометрические датчики

Психрометрический метод предназначен для измерения относительной влажности газа (чаще всего воздуха) при значениях температур выше 273 К и основан на зависимости влажности воздуха от разности показаний сухого и влажного термометров[1, 2]. При этом температура влажного термометра зависит от интенсивности испарения воды с увлажнённой поверхности. Между давлением и температурой существует соотношение

р=р’-AP(t_c-t_B),

где р- парциальное давление паров воды в исследуемой газовой среде при температуре сухого термометра t_с,р’ - давление насыщенных паров воды при температуре влажного термометра t„, Р - общее давление, А- психрометрический коэффициент, зависящий от свойств анализируемого газа и конструктивных особенностей преобразователя.

На точность и надежность метода влияет ряд факторов: точность термометра; скорость воздушного потока, обтекающего увлажненный термометр; освещённость; размеры; форма; материал и увлажнённость фитиля, взаимное расположение термометров; температура и чистота воды, используемой для увлажнения фитиля.

В качестве термочувствительных элементов используют термопары, термометры сопротивления, полупроводниковые тсрморсзисторы и термо- диоды.

Относительная простота и дешевизна приборов обеспечивают им достаточно широкое распространение в бытовой технике, а также при кондиционировании воздуха.

Метод обладает серьёзными недостатками: необходимость мокрого термометра, зависимость показаний от суммарного давления газа и его состава, невозможность применения при низких температурах, которые приводят к неуклонному уменьшению доли психрометров в общем объёме выпуска приборов для измерения влажности.