Bài 6 ĐO ĐỘ ẨM
1. Khái niệm cơ bản phân loại các dụng cụ đo độ ẩm
1.2. Phân loại các dụng cụ đo ẩm:
1.2.1 Ẩm kế dây tóc:
Ẩm kế dây tóc là ẩm kế làm việc theo nguyên lý : Khi độ ẩm của mơi trƣờng thay đổi thì chiều dài của dây tóc cũng thay đổi.
Hình 6.1 Ẩm kế dây tóc
Sơ đồ cấu tạo của ẩm kế dây tóc
1- dây tóc (30 ÷ 50) mm với đƣờng kính 0,05 mm ; 2 – dây kéo ; 3 – lị xo ; 4 – kim tím ; 5 –gƣơng ; 6 – kim chỉ ; 7 – bộđiều chỉnh ; 8 – bảng điều khiển.
1.2.2 Ẩm kế ngƣng tụ:
Để đo độ ẩm của môi chất ở nhiệt độ cao ngƣời ta phải sử dụng ẩm kế làm việc trên nguyên tắc đo nhiệt độđiểm đọng sƣơng.
Hình 6.2 Cấu tạo của ẩm kếngưng tụ
Nguyên lý hoạt động : Ống trụ trịn (1) mà mặt ngồi của nó đƣợc gia cơng nhẵn bóng đóng vai trị nhƣ một mặt gƣơng tiếp xúc với môi chất cần xác định độ ẩm. Phía trong hình trụ cho một chất lỏng làm lạnh liên tục chảy qua với nhiệt độ đƣợc điều chỉnh bởi bộđốt nóng bằng điện (2). Để duy trì nhiệt độ của dịch thể làm lạnh ngƣời ta dùng rơ le điện từ (3) và tế bào quang điện (F). Tế bào quang điện (F) sẽ nhận đƣợc tia sáng của bóng đèn (4) qua sự phản xạ của gƣơng. Khi nhiệt độ vách trụ hay nhiệt độ mặt gƣơng bằng nhiệt độ đọng sƣơng thì trên mặt gƣơng sẽ xuất hiện sƣơng mù. Chính sƣơng mù đọng lại trên mặt gƣơng đã làm giảm dòng ánh sáng phản xạ đến tếbào quang điện (F). Kết quả là rơ le điện từ (3) tác động và ngắt dòng điện vào bộ đốt nóng (2). Căn cứ vào nhiệt độ đọng sƣơng ngƣời ta xác định đƣợc độ ẩm của môi chất.
1.2.3 Ẩm kế điện ly:
Loại này dùng để đo lƣợng hơi nƣớc rất nhỏ trong khơng khí hoặc trong các chất khí. Phần tử nhạy của ẩm kế là một đoạn ống dài khoảng 10 cm.
Trong ống cuốn hai điện cực bằng platin hoặc rodi, giữa chúng là lớp P2O5. Khi chất khí nghiên cứu chạy qua ống đo hơi nƣớc bị lớp P2O5 hấp thụ và hình thành H2PO3. Đặt điện áp một chiều cỡ 70V giữa hai điện cực sẽ gây hiện tƣợng điện phân nƣớc và giải phóng O2, H2 và tái sinh P2O5.
Dòng điện điện phân I = k.Cv, tỉ lệ với nồng độ hơi nƣớc Cv trong đó
c Q k . . 10 . 9 96500 3
Hình 6.3 Ẩm kếđiện ly
1.2.4 Ẩm kế tụ điện polyme:
Ẩm kế tụ điện sử dụng điện môi là một màng mỏng polyme có khả năng hấp thụ phân tửnƣớc. Hằng số điện môi ε của lớp polyme thay đổi theo độ ẩm, do đó điện dung của tụđiện polyme phụ thuộc vào ε, tức là phụ thuộc vào độẩm :
L C oA
ε – hằng số điện môi của màng polyme εo – hằng sốđiện mơi của chân khơng A –điện tích bản cực
L – chiều dày của màng polyme
Vì phân tử nƣớc có cực tính cao, ngay cả khi hàm lƣợng ẩm rất nhỏ cũng dẫn tới sựthay đổi điện dung rất nhiều. Hằng số điện môi tƣơng đối của nƣớc là 80 trong khi đó vật liệu polyme có hằng số điện mơi từ 2 đến 6 vì vậy ẩm kế tụ điện polyme đƣợc phủ trên điện cực thứ nhất bằng tantan, sau đó là lớp Cr dày 100 Aođến 1000 Aođƣợc phủ tiếp lên polyme bằng phƣơng pháp bay hơi trong chân khơng.
Hình 6.4 Ẩm kế polyme
- Phạm vi đo từ 0 đến 100% - Dải nhiệt độ - 40 đến 100oC - Độchính xác ± 2% đến ± 3% - Thời gian hồi đáp vài giây
- Ít chịu ảnh hƣởng của nhiệt độ, phần tử nhạy có thểnhúng vào nƣớc mà khơng bị hƣ hỏng.