Czujniki wilgotności – zasada działania, montaż

Wilgotność to obecność wody w powietrzu. Ilość pary wodnej w powietrzu może wpływać na komfort człowieka, a także na wiele procesów produkcyjnych w przemyśle. Obecność pary wodnej wpływa również na różne procesy fizyczne, chemiczne i biologiczne.

Czujniki wilgotności działają poprzez wykrywanie zmian, które zmieniają prądy elektryczne lub temperaturę w powietrzu. Istnieją trzy podstawowe typy czujników wilgotności: pojemnościowe, rezystancyjne i termiczne (termoprzewodzące). Wszystkie trzy typy monitorują niewielkie zmiany w atmosferze w celu obliczenia wilgotności powietrza.

Pojemnościowy czujnik wilgotności mierzy wilgotność względną poprzez umieszczenie cienkiego paska tlenku metalu pomiędzy dwiema elektrodami. Pojemność elektryczna tlenku metalu zmienia się wraz z wilgotnością względną atmosfery. Główne obszary zastosowań to stacje przemysł meteorologiczny, elektrotechniczny, automatyka HVAC.

Rezystancyjne czujniki wilgotności wykorzystują jony zawarte w solach do pomiaru impedancji elektrycznej atomów. Wraz ze zmianą wilgotności zmienia się opór elektrod po obu stronach ośrodka solnego.

Czujniki termiczne przewodzą prąd elektryczny w zależności od wilgotności otaczającego powietrza. Najczęściej wykonane są z dwóch czujników w jednej obudowie - jeden czujnik jest zamknięty w suchym azocie, podczas gdy drugi mierzy wilgotność powietrza. Różnica pomiędzy nimi wskazuje wilgotność.

Zastosowanie czujników wilgotności

Pojemnościowe czujniki wilgotności względnej są wykorzystywane w wielu zastosowaniach do pomiaru wilgotności w drukarkach, systemach HVAC, faksach, samochodach, stacjach pogodowych, lodówkach, przetwórstwie żywności itp.
Ze względu na małe rozmiary i niski koszt, czujniki rezystancyjne są używane w zastosowaniach domowych, mieszkalnych i przemysłowych.
Czujniki termoprzewodzące są zazwyczaj stosowane w suszarkach, do dehydratacji żywności, w zakładach farmaceutycznych itp.

Poniżej przykłady i zastosowanie czujników wilgotności:

Zastosowanie czujników wilgotności w domach.

Domowe: Kontrolowanie i wyczuwanie wilgotności w biurach i domach jest ważne, ponieważ wyższa wilgotność może wpływać na samopoczucie np. zmiana przepływu krwi, odczuwanie dyskomfortu. Inne obszary zastosowań obejmują uprawę roślin w pomieszczeniach, gotowanie itp.

Zastosowanie czujników wilgotności w przemyśle

Przemysłowe: W przemysłach takich jak chemiczny, rafineryjny, metalurgiczny, gdzie używane są piece, potrzebne są czujniki wilgotności, ponieważ wysoka wilgotność zmniejsza ilość tlenu obecnego w powietrzu, co może znacząco wpłynąć na wydajność pracy tych sektorów. Inne gałęzie przemysłu, takie jak przemysł papierniczy, tekstylny, spożywczy itp. również wymagają kontroli wilgotności.

Zastosowanie czujników wilgotności w rolnictwie

Rolnictwo: Nawadnianie kropelkowe jest techniką uprawy roślin, która wymaga precyzyjnej wilgotności. We wzroście roślin ważną rolę odgrywa również wilgotność gleby. Uprawiając rośliny w pomieszczeniu lub w szklarniach, badanie poziomu wilgotności jest niezbędne do ich prawidłowej uprawy.

Zastosowanie czujników wilgotności w elektronice

Elektronika i półprzewodniki: Szereg urządzeń elektronicznych jest parametryzowana w odniesieniu do zakresu wilgotności, w jakiej będzie prawidłowo pracować. Ogólnie rzecz biorąc, wartość ta mieści się w przedziale od 10 do 50% wilgotności. Również zakłady produkujące półprzewodniki muszą utrzymywać bardzo dokładne wartości wilgotności i temperatury, ponieważ nawet minutowa różnica może mieć ogromny wpływ na produkcję.

Zastosowanie czujników wilgotności w medycynie

Medycyna: Sprzęt medyczny, taki jak sterylizatory, inkubatory, respiratory itp. wymagają kontroli wilgotności. Czujniki wilgotności są również stosowane w zakładach farmaceutycznych.

Problemy, jakie może powodować wilgotność w przemyśle

W wielu fabrykach para i wilgoć są codziennymi produktami ubocznymi różnych procesów przemysłowych; jeśli nie są właściwie utrzymywane, nadmierny poziom wilgotności może powodować wiele problemów, skutkujących opóźnieniami, zagrożeniami dla bezpieczeństwa i dodatkowymi wydatkami.

Nawet niezawodna klimatyzacja może nie wystarczyć do osiągnięcia wymaganej wilgotności względnej, ponieważ procent wilgotności względnej wzrasta wraz ze spadkiem temperatury w pomieszczeniu.

W różnych zakładach produkcyjnych występują różne problemy związane z wilgotnością, w zależności od konkretnego sprzętu i wykorzystywanych produktów. Szczególnie w warsztatach mechanicznych nadmiar wilgoci może powodować gromadzenie się kondensacji, mgły lub pleśni, które mogą uszkodzić produkty, sprzęt, a nawet samą konstrukcję zakładu.

Zagrożenie bezpieczeństwa

Kondensacja może tworzyć się na posadzkach sklepowych tworząc niebezpieczne, śliskie środowisko. Również sprzęt elektryczny i elektroniczny może szybko ulec przesyceniu, co stanowi poważne zagrożenie dla bezpieczeństwa i jakości. Produkty elektryczne narażone na wysoki poziom wilgotności często ulegają korozji i zmniejszają oporność izolacji, co może ostatecznie powodować zwarcia.

Problem z etykietowaniem

Powierzchnia, na którą naklejana jest etykieta nie może być wilgotna. Może występować zjawisko skraplania się na niej pary wodnej z powodu różnicy temperatur między opakowaniem a powietrzem w pomieszczeniu. Powietrze musi mieć wilgotność względną około 40-45%, aby powierzchnia opakowania pozostała sucha i aby etykieta się przykleiła. Naklejamy naklejki na owoce, butelki, na wszystko, co wymaga pewnego oznakowania.

Zaburzanie cykli suszenia

Produkty wymagające określonych cykli suszenia są również podatne na problemy związane z wilgotnością; jeśli poziom wilgotności powietrza jest zbyt wysoki, czasy suszenia mogą być poważnie opóźnione, co powoduje wstrzymanie produkcji, wzrost zużycia energii i utratę wydajności.

Przykładem są zakłady pakujące suchą żywność. Gdy narażone są na nadmierną wilgotność, jakość produktów spożywczych jest zagrożona, co może zagrażać zdrowiu i dobremu samopoczuciu konsumentów. Ponadto wiele insektów i owadów poszukuje wilgotnych warunków, rozwijając się w miejscach o poziomie wilgotności pomiędzy 70-80%.

Czujniki wilgotności spełniają swoją rolę

Aby Twój zakład produkcyjny pracował z najwyższą wydajnością, konieczne jest utrzymanie odpowiedniego poziomu wilgotności. Dbanie o jakość powietrza i poziom wilgotności powinien być jednym z kluczowych aspektów, do których dąży się w każdej branży przemysłowej. Stosowanie najwyższej jakości czujników wilgotności pozwoli na precyzyjne kontrolowanie poziomu wilgotności w pomieszczeniach, co zaowocuje zwiększeniem wydajności pracy, jak również zapewnieniem bezpieczeństwa maszynom i urządzeniom oraz komfortu pracownikom lub użytkownikom danego pomieszczenia.

Sprawdź, również: Rodzaje czujników temperatury.