وسایل اندازه گیری رطوبت در صنعت و آزمایشگاه

وسایل اندازه گیری رطوبت در صنعت و آزمایشگاه :

رطوبت مقدار بخاری است که وارد فاز گاز ( گاز خشک ) می شود . رطوبت هوا را به دو صورت رطوبت مطلق هوا و رطوبت نسبی هوا بیان می کنند . در عملیات رطوبت افزایی خصوصا در سیستم آب – هوا تعاریف مخصوصی به کار می رود . مبنای معمول محاسبات مهندسی یک واحد جرم گاز خشک می باشد . بخار که معمولا آن را باA  نشان می دهند .  فاز گازی مایعی است که در اثر حرارت تبخیر شده است و گاز خشک را معمولا با B نشان می دهند فشار کل نیز در این جا ثابت است تا از تغییر خواص مخلوط بخار- گاز جلوگیری شود . که فشار را معمولا یک اتمسفر فرض می کنند همچنین فرض می شود که مخلوط بخار – گاز از قوانین گاز ایده آل پیروی می کند.

انواع رطوبت :

۱ – رطوبت مطلق ۲ – رطوبت نسبی ۳ – رطوبت اشباع ۴- رطوبت درصدی

۱ – رطوبت مطلق:

که از آن به رطوبت نیز یاد می شود جرم بخار حمل شده توسط یک واحد جرم گاز خشک است  و عبارت است از : جرم مولکولی بخار در فشار جزیی آن  به روی  جرم مولکولی گاز خشک ضربدر فشار کل منهای فشار جزیی بخار

H =MA PA/MB (PT – PA)

۲ – رطوبت نسبی:

عبارت است از فشار جزیی بخار به فشار بخار مایع در دمای مبنا ( دمای گاز ) :

H   R = 100 PA/PA

به صورت درصدی بیان می شود بنابراین مقدار آن از صفر تا ۱۰۰ % متغیر است و چون گاز خشک مبنای ما می باشد رطوبت ۱۰۰ % به معنای گاز سیر شده و رطوبت ۰ % به معنای گاز فاقد رطوبت می باشد .

۳ – رطوبت اشباع (سیر شدگی ) :

اگر مایع و بخار در دمای مبنا در حالت تعادل باشند چنین گازی را گاز سیر شده می نامند و رابطه ی رطوبت اشباع به صورت زیر بیان می شود :

S = MA PA / MB (PT – PA)

۴ رطوبت درصدی

این نوع رطوبت نیز بر مبنای درصد بیان می شود و نسبت رطوبت واقعی به رطوبت سیر شدگی است :

 A = 100 H  /S

نکته حائز اهمیت این است که در مقادیر به جز ۰ یا ۱۰۰ % درصد رطوبت نسبی بیشتر از رطوبت درصدی است.

اندازه گیری رطوبت به عنوان یکی از فاکتورهای مهم در صنعت و آزمایشگاه مطرح است و در بسیاری از صنایع باید میزان رطوبت کنترل گردد چرا که در بعضی صنایع کاهش رطوبت باعث کاهش کیفیت یا خراب شدن دستگاه ها می شود و در بعضی صنایع دیگر افزایش رطوبت باعث خراب شدن محصول یا دستگاه می شود  یا رطوبت افزایی   و رطوبت زدایی کنترل شده که  موجب خنک شدن ماده ی مورد نظر  می شود برای نمونه آب داغ در یک برج خنک کننده با مکش اجباری  خنک می شود .  در زیر نمونه های مختلفی از اندازه گیری رطوبت و اهمیت آن را در موارد مختلف شرح می دهیم که به وسیله دستگاه های مختلفی میزان رطوبت اندازه گیری می شود .از وسایل رایج اندازه گیری رطوبت می توان به نمونه های دستی و آزمایشگاهی اشاره کرد که شکل آن شبیه به مولتی متر و پرابی با دو الکترود است . ودر خروجی از جریان ۴ تا ۲۰  میلی آمپر جهت انتقال اطلاعات رطوبت به کنترلر استفاده می شود .

برای اندازه گیری رطوبت در هوا و محیط روش های مختلفی وجود دارد که به دو دسته کلی – روش مستقیم و روش غیر مستقیم تبدیل می شوند .

روش مستقیم :

 وسایلی که در این روش استفاده می شود به طور مستقیم رطوبت نسبی هوا را اندازه گیری می کنند موادی که در این  وسایل مورد استفاده قرار می گیرد حساسیت بالایی به رطوبت هوا دارند که در اصطلاح به آن ها سنسور های رطوبت گفته می شود و با تغییر رطوبت هوا برخی از ویژگی های فیزیکی آن ها تغییر می کند ( مانند طول ، مقاومت ، سطح و… ) برخی از این وسایل عبارتند از :

هیدروگراف :

برا اساس اندازه گیری تغییر طول موی انسان یا در مواردی موی اسب عمل می کند . یا از پوست قورباغه که در حال کشش است و تغییر مساحت سطح آن در این دستگاه استفاده می شود .

ترمو هیدرو دیجیتالی :

سنسور حساس به رطوبت در این دستگاه در اثر تغییر رطوبت ، جریان الکتریکی تولید می کند که میزان این جریان بستگی به رطوبت موجود در هوا دارد . کاربرد بیشتر این وسیله در اندازه گیری رطوبت هوا در برابر دمنده سیستم های تهویه است.

سنسورهای رطوبت:

سنسور های رطوبت در گذشته دم اسب ، موی انسان ، چوب ، چرم یا هر ماده ی حساس به رطوبت بوده اند در حال حاضر به جای این مواد  از مواد نایلونی استفاده می شود . هنگامی که رطوبت محیط تغییر می کند رطوبت جذب شده یا رها شده از این سنسورها باعث انبساط و انقباض آن ها شده و باعث تحریک مکانیزم کنترلر می شود .

سنسورهای رطوبت الکترونیکی معمولا دو ورقه نازک از جنس طلا می باشد که در یکدیگر فرو رفته اند و در بین آن ها ماده ای شیمیاییی حساس به رطوبت قرار می گیرد . تغییر رطوبت هوا مقاومت ماده ی شیمیایی را در پی دارد و جریان عبوری از این سنسور تغییر می کند . نوع جدید تری از این سنسور های رطوبت الکترونیکی یک خازن می باشد که با تغییر رطوبت ، ضریب دی الکتریک آن تغییر می کند .

روش غیر مستقیم ( اندازه گیری دو پارامتر ) :      

 در این روش می توان رطوبت هوا را با تعیین دمای تر (WET)  اندازه گیری نمود وسیله ای که به این منظور استفاده می شود سایکرومتر می باشد سایکرومتر دارای دو دماسنج است که مخزن یکی از این دما سنج ها مدام مرطوب نگه داشته می شود و به آن دماسنج تر گفته می شود . برای این منظور فیتیله ای پارچه ای به دور یکی از مخزن ها پیچیده می شود و طرف دیگر فیتیله به یک مخزن آب متصل است آب به وسیله فیتیله بالا می آید و اطراف مخزن مرطوب می ماند اختلاف دمایی که بین دماسنج تر و خشک مشاهده می شود به رطوبت هوای موجود بستگی دارد در هوای اشباع این اختلاف برابر صفر است با به دست آوردن این اختلاف و استفاده از جداول مخصوص ، رطوبت نسبی هوا برحسب درصد محاسبه و بیان می شود . ( طراحی این  رطوبت سنج ها به این صورت است که هر دو ترمومتر خشک و تر در کنار هم  قرار گرفته و هوا از روی مخزن آن ها عبور داده می شود ، نکته مهم این است که هر دو دماسنج یک نوع ویک اندازه باشند ) رطوبت سنج هایی که بر این اساس کار می کنند به رطوبت سنج های چرخان و رطوبت سنج های  آسمن تقسیم می شوند.تفاوت رطوبت سنج چرخان و آسمن در نوع مکش هوا می باشد که در آسمن مکش هوا توسط یک باد بزن که پس از کوک کردن عمل می کند انجام می شود ، همچنین در رطوبت سنج آسمن فیتیله به صورت دستی مرطوب می شود و مانند چرخان نیست که دارای مخزن آب می  باشد . فنی که در رطوبت سنج آسمن وجود دارد جریان هوا را با سرعت یکنواخت ۵٫۱ m/s در سطح هر دو دماسنج تامین می کند .روش کار به این صورت است که از جریان هوا بر روی این وسیله ( سایکرومتر ) استفاده می شود و این جریان هوا باید غیر اشباع باشد در این صورت فرآیند تبخیرصورت می گیرد به دلیل این که هوای مجاور دماسنج تر گرمای نهان تبخیر را تامین می کند این هوا سرد می شود و بدیهی است که دماسنج تر دمایی پایین تر از دماسنج خشک را نشان دهد که این کاهش دما در دماسنج تر شاخصی از رطوبت هوا است در این موقع می توان فرمول سایکرومتری رینولت   ( REGNAULT )را برای به دست آوردن فشار بخار واقعی به دست آورد .در یک وضعیت ویژه که مقادیر را بتوان اندازه گیری کرد یا از قبل معلوم باشند در این صورت می توان سایر شاخص های رطوبت را تعیین نمود . پارامتر ضریب سایکرومتری به طرح سایکرومتر میزان دما و رطوبت وسرعت تهویه هوا وابسته می باشد . در صورتی که تهویه به کندی پیش برود ضریب سایکرومتری به سرعت تهویه وابسته می باشد . در صورتی که سرعت تهویه مقداری قابل قبول در حدود ۳ – ۵ متر بر ثانیه داشته باشد ضریب سایکرومتری مستقل از سرعت می باشد . در صورتی که سرعت در محدوده ذکر شده باشد ضریب سایکومتری برای دماسنج های با طراحی قابل قبول ، یکسان می باشد . در صورتی که سرعت تهویه زیادتر باشد این ضریب وابستگی چندانی به دما و رطوبت ندارد .

ضرایب سایکرومتری :

جداول مختلفی به وسیله سازمان های هوا شناسی بر اساس فرضیاتی خاص با تاکید بر ضریب سایکرومتری که آن را با A  نشان می دهند ارائه می شود . برای مثال فرضی که برای سایکرومتر نوع A  در نظر گرفته می شود سرعت جریان هوا روی مخزن را ۴٫۲ متر بر ثانیه  و ضریب سایکرومتری برای دمای مخزن تر دردماهای  بالاتر و پایین تر صفر درجه سانتی گراد مقداری واحد است . اگر سایکرومتر ساده ای داخل پناهگاهی باشد فرضمان به این صورت است که سرعت جریان هوای عبوری از روی مخزن ها بین ۵٫۱  ۱ – قرار دارد که مقدار A ( ضریب سایکرومتری ) در این سرعت تعیین می شود این فرضیات در مواردی رضایت بخش و در مواردی رضایت بخش نیست چون که سرعت جریان واقعی عبور هوا در پناهگاه با مقدار فرض شده تفاوت زیادی دارد . و ضریب سایکرومتری A  در دامنه سرعت واقعی تغییرات زیادی دارد.

پارامتر دیگری که در فرمول سایکرومتری وجود دارد فشار جو ( P ) می باشد : در صورتی که رطوبت نسبی در حدود ۵۰ % باشد تغییر فشار به اندازه ۳۰ mbar  باعث به وجود آمدن اختلاف تقربا ۱ % در رطوبت نسبی می شود .  در صورتی که مخزن دماسنج تر در یخ قرار داشته باشد از جداول دیگری به نام جداول یخ استفاده می شود.

تاثیر بخار آب بر روی دانسیته هوا

هوای خشک مخلوطی از گاز های مختلف است و بنابراین چیزی به نام مولکول هوا معنا ندارد برای این منظور از متوسط جرم مولکولی هوای خشک استفاده می کنند در سطح دریا متوسط جرم مولولی dry air در حدود ۹۶٫۲۸ برابر از جرم اتمی واحد جرم ، که تقریبا برابر جرم اتمی هیدروژن است ، بزرگتر است . باید دقت داشت که جرم مولکولی آب فقط در حدود ۸٫۵ درصد متوسط جرم مولکولی هوای خشک می باشد .

دانسیته هر چیز نسبت جرم به حجم می باشد . از آن جا که حجم گاز با تغییر فشار و دما تغییر می کند در نتیجه دانسیته نیز وابسته به فشار و دما و سایر عوامل اثر گذار بر روی حجم می باشد . درصورتی که هوای خشک با نفوذ بخار آب مرطوب شود و تعدادی مولکول آب جایگزین مولکول های هوای خشک شود این عمل باعث می شود جرم هوای خشک کاهش بیابد و دانسیته کاهش پیدا کند . میتوان استنباط کرد که در شرایط ثابت فشار و دما دانسیته هوای مرطوب کم تر از هوای خشک است و در اثر کاهش چگالی نیروی شناوری به آن وارد می شود و باعث حرکت سیال رو به بالا می شود .

نشان دهنده های رطوبت

رطوبت هوا ممکن است توسط دما های زیر نشان داده شود :

دمای نقطه شبنم (Temperature dew ) :

اگر یک مخلوط بخار – گاز ( هوا )  با رطوبت ثابت سرد شود در رطوبتی معین که رطوبت نسبی آن اشباع می شود یعنی به ۱۰۰ درصد می رسد درجه حرارتی را که در آن رطوبت به  ۱۰۰ % رسیده را نقطه شبنم می گویند . در فرآیند شبنم فشار هوای مرطوب P  ثابت می ماند و نسبت اختلاط R نیز به دلیل این که فشار ثابت است و هیچ بخار آبی به نمونه هوا وارد یا از آن کم نمی شود  ثابت می ماند . چون هوا در نقطه شبنم به حد اشباع و سیر شدگی می رسد نسبت اختلاط اشباع با نسبت اختلاط R  برابر است .

با سرد شدن لایه ی هوای نزدیک به زمین در شب ممکن است دمای هوا  به DEW POINT  برسد که از آن به بعد سرد شدن تراکم بخار آب را در پی دارد و شبنم تشکیل می شود .

دمای نقطه شبنم یخی ( RF ) :

در این دما برای این که هوای مرطوب در مجاورت یخ اشباع شود باید تا دمای یخ سرد شود در این فرآیند نیز فشار هوای مرطوب و نسبت اختلاط ثابت می ماند.

دمای تر مخزن ( Temperature Wet ) :

این دما که دمایی پایا و غیر تعادلی است که مقدار کمی از مایع در شرایط آدیاباتیک موقع فرورفتن در جریان گازی که به صورت پیوسته باشد به آن می رسد . در این جا گرمای نهان تبخیر آب از دمای هوای خشک موجود در جریان هوا تامین می شود . اگر هوا از ابتدا اشباع باشد تبخیری صورت نمی گیرد و سرد شدن محیط به وقوع نمی پیوندد . در این سه دمای هوای خشک و تر و نقطه شبنم یکسان هست . اگر هوا در ابتدا اشباع نباشد نسبت اختلاط در اثر تبخیر آب بدون جریان هوا افزایش می یابد و باعث می شود هوا با فشار بخار بالاتری نسبت به حالت اولیه به حالت اشباع برسد . بنابراین دمای تر بیشتر از دمای نقطه شبنم هوای اولیه است . اختلاف دمای هوای خشک و دمای تر را کاهش دمای تر بیان می کنند هر چه کاهش دمای تر بیشتر باشد هوای مورد نظر خشک تر است و رطوبت کمتری دارد .

انواع رطوبت سنج های دیجیتال و کاربرد آن در صنایع مختلف :

یکی از موارد مهم در صنایع غذایی کنترل و اندازه گیری مداوم رطوبت است که در هر سه مرحله ی تهیه و توزیع و بسته بندی باید این پارامتر کنترل شود . برای مثال میزان مناسب رطوبت در بسته بندی مواد غذایی برروی سلامت و ماندگاری طولانی تر تاثیر شگرفی دارد و میزان نا منا سب رطوبت باعث فساد زودتر مواد غذایی می شود . در بعضی موارد مانند خشک بار و اسنک ها کیفیت با افزایش رطوبت کاهش می یابد و در بعضی مواد غذایی دیگر مانند کیک ها و نان ها و . . . کاهش زیاد رطوبت موجب از بین رفتن کیفیت محصول می شود . پس کنترل رطوبت برای کاهش فساد میکروبی ، پیش گیری از دیفراست محصولات منجمد ، پیش گیری از چگالش یافتن رطوبت ، پیش گیری از اکسیداسیون چربی و پیش گیری از رشد و نمو میکرو ارگانیسم ها ضرورت دارد . از این روباید قبل از بسته بندی مواد غذایی رطوبت آن ها تنظیم شود و سپس بسته بندی انجام شود . از عوامل مهم در تغییر رطوبت محصول شرایط محیطی و نگه داری آن می باشد . بعضی از این شرایط که ممکن است روی رطوبت اثر گذار باشند عبارتند از :

۱ – هوای موجود در بسته دارای رطوبت باشد و موجب افزایش رطوبت محصول و از بین رفتن کیفیت آن گردد .

۲ – با سرد شدن محیط رطوبت موجود در هوا به حالت اشباع برسد و بر روی محصول شبنم پدیدار شود .

۳ – بسته حاوی درز باشد یا فیلم بسته بندی رطوبت را از خود عبور دهد و رطوبت به بسته وارد شود .

پس می توان نتیجه گرفت که ابتدا باید رطوبت ماده ی غذایی را کنترل نمود و به اصطلاح آن را به set point  رسانید . سپس از بسته بندی مناسب و شرایط هوای فشرده داخل آن و عدم نشتی  و علاوه بر این ها از شریط محیطی مناسب اطمینان کسب کرد و ماده ی غذایی را برای نگهداری آماده نمود .ست پوینت رطوبت در مورد خشکبار ۳-۱۰   % رطوبت نسبی می با شد که رطوبت کمتر یا بیشتر بر روی سلامت آن تاثیر منفی دارد .

محصولات غذایی باید در هوای خشک ( dry air ) و دمای ثابتی برای محیط ،  بسته بندی شوند . دما و رطوبت نسبی  بالا در بسته های کاملا مهر و موم شده نشان دهنده ی بالا بودن dew point   در هوای فشرده داخل بسته است.تعیین دقیق نقطه شبنم در فرآیند تولید ، پخش و نگهداری مواد بسته بندی شده اهمیت به سزایی دارد ، ولی خطاهای متعددی در اندازه گیری و تخمین نقطه شبنم به کمک روش های مرسوم وجود دارد گزارش هایی که از مراجع مختلف در مورد نقطه شبنم هوای فشرده در یک فشار ثابت انجام شده نشان می دهد که روش های سنتی محاسبه ای تا ۵ درجه سانتی گراد با مقدار واقعی اختلاف دارد  بنابراین به دلیل خطا در روش های محاسبه ای استفاده از دستگاه رطوبت سنج دیجیتال که نقطه  شبنم را نیز نشان می دهد انتخابی به جا و مناسب است . نتایج به دست آمده نشان می دهد که نقطه شبنم برای مواد خشک معمولا – ۶۲٫۲۲   تا – ۸۰   درجه سانتی گراد می باشد .

در محیط های مختلف نظیر محیط های آزمایشگاهی ، خانگی ، مرغداری ها ، دستگاه های  جوجه کشی ، پرورش قارچ ، صنایع غذایی ، گلخانه ها ، صنایع دارو سازی و . . .  کنترل رطوبت به وسیله دستگاه های رطوبت سنج نقش مهمی ایفا می کند . برای مثال در مورد مصرف خانگی در فصل سرما خشک بودن هوا سبب ایجاد مشکلات تنفسی می شود یا زیاد بودن رطوبت سبب ایجاد مشکلات دیگری می شود با رطوبت سنج می توان رطوبت محیط را کنترل نمود و با ابزار و دستگاه های دیگر و به کمک رطوبت سنج آن را به میزان دلخواه رسانید . کنترل رطوبت در انبارها در داروسازی و بسیاری از صنایع بسیار حائز اهمیت می باشد .

در کشاورزی و باغبانی داشتن یک دما سنج و رطوبت سنج دقیق که اعداد دقیقی را به ما نشان دهند از ابزار اصلی کار می باشد . یک کشاورز یا باغبان برای پرورش پر بازده باید با ابزار مناسب ،  دما و رطوبت را کنترل کند با استفاده از یک رطوبت سنج دیجیتال که دما را نیز نشان می دهد می توان ماکزیمم و مینمم دما و رطوبت را ثبت نمود و ذخیره کرد و با استفاده از این داده ها درک صحیحی از شرایط برای پرورش محصول داشت .

برای پی بردن به رطوبت چوب ، دیوار یا سایر مصالح ساختمانی و مواد جامد می توان از رطوبت سنج جامدات استفاده کرد . در کاخانه های مبلمان سازی و صندلی سازی ، کارخانه های خشک کردن چوب ، کارخانجات ذرت خشک کنی ، کنترل رطوبت زغال سنگ جهت محاسبه وزن خالص آن و مبارزه با آفات و همچنین در ساختمان ها و بسیاری موارد دیگر رطوبت سنج ها کاربرد دارند .

به طور کلی کاربرد هیدروترمومتر در موارد زیر می باشد :

  • آنالیزور محیطی
  •  شبیه سازی الکترونیکی
  • کنترل و نظارت بر اماکن و محل نگهداری مواد غذایی
  • محیط های کاری کامپیوتری والکترونیکی
  • کنترل فرایند های گازی در کارخانجات
  • کاربردهای HVAC (تعمیر و نگهداری )
  •     گلخانه ها
  •  آزمایشگاههای کالیبراسیون

انواع رطوبت سنج های دیجیتال( Digital humidity meter )   :

  • رطوبت سنج دیجیتال رومیزی

این نوع رطوبت سنج از نوع ثابت بوده و قابلیت استفاده روی میز ( desk top ) یا نصب در دیوار را دارد و برای اندازه گیری رطوبت و دما در یک محیط بسته مانند دفتر کار ، بیمارستان ، محیط خانه و یا آزمایشگاه کاربرد دارد . سنسسور های مورد استفاده در این دستگاه از نوع سر خود ( EMBEDDED ) بوده و قابلیت کالیبراسیون در بعضی از سنسورها وجود ندارد .

  • رطوبت سنج دیجیتال صنعتی و حرفه ای :

در این رطوبت سنج ها امان کالیبره کردن سنسور دما و رطوبت وجود دارد . همچنین امکان ثبت ماکزیمم و مینیمم رطوبت و دما و تنطیم SET POINT برای آلارم ( هشدار ) وجود دارد . با در نظر گرفتن نوع پراب می توان رطوبت سنج های آزمایشگاهی را به دو نوع پراب سر خود و پراب جدا تقسیم کرد.

 

  • رطوبت سنج جامدات :

نوعی رطوبت سنج است که میزان رطوبت در جامداتی نظیر چوب  ، بتون ، خاک ، گچ ، کاغذ و . . . را اندازه گیری می کند . به رطوبت سنج جامدات نم سنج نیز می گویند . نم سنج ها به دو دسته تقسیم می شوند :

۱ -رطوبت سنج پراب مخرب (نفوذی) :

در این رطوبت سنج به وسیله ی پرابی پین مانند رطوبت اجسام انازه گیری می شود به این صورت که پین ها را تا .۵ cm در داخل جسم فرو می کنند  و به همین دلیل به آن ها مخرب یا نفوذی می گویند و پس از نفوذ رطوبت به صورت عدد یا نمودار بر روی صفحه نمایش داده می شود .

 ۲ –  رطوبت سنج پراب غیر مخرب (غیر نفوذی ) :

در رطوبت سنج پراب غیر مخرب به روش آلتراسونیک رطوبت اندازه گیری می شود . این رطوبت سنج در اثر لمس یا تماس با جسم رطوبت را اندازه گیری می کند .

به طور کلی می توان کاربرد رطوبت سنج در جامدات را به موارد زیر تقسیم بندی نمود :

  • اندازه گیری رطوبت چوب
  • اندازه گیری رطوبت غلات که این رطوبت ، افت نیز بیان می شود
  • رطوبت انواع مصالح ساختمانی و دیوارها برای پیش گیری از خسارت ناشی از رطوبت زیاد ، مجاورت با آب و رطوبت
  • گلخانه ها
  • کارخانجات مبلمان سازی و باز سازی
  • کارخانه
  • کارخانجات خشک کردن و گرفتن رطوبت
  • نظارت بر انبار محل نگهداری مواد غذایی

سنسور رطوبت سنج خاک و زمین – yl-69  :

یک نوع رطوبت سنج خاک و زمین می باشد که میزان رطوبت در خاک را مشخص می سازد و نحوه ی کارد آن به این صورت است که زمانی که ماژول مقدار معینی از رطوبت را تشخیص داد خروجی دیجیتال مقدار ۱ و در صورت عبور از حد آستانه عدد ۰ را نشان می دهد .خروجی digital می تواند به صورت مستقیم به برد آردوینو ، MCU یا A V R  وصل شود یا در صورت اتصال به یک BUZZER  می تواند به عنوان یک سیستم آلارم استفاده شود و یا با اتصال به ماژول رله موجود امکان استفاده از شیر آب الکترونیک یا پمپ را فراهم کند .برای مشخص کردن مقدار رطوبت خروجی آنالوگ باید به ورودی AO   وصل شود .این سنسور در واقع میزان تشنگی گیاه را معین می کند در زمانی که رطوبت خاک کم باشد خروجی آنالوگ مقدار بالایی را نشان می دهد و در صورتی که خروجی آنالوگ مقدار پایینی را نشان دهد رطوبت موجود در خاک بالا بوده است .

ترانسمیتر رطوبت Humidity Transmitter :

دستگاهی است که به وسیله سنسور خود می تواند رطوبت ، دما  و نقطه شبنم را اندازه گیری کند . از این دستگاه به منظور رکورد گیری و کنترل استفاده می شود و مقادیر اندازه گیری شده را ثبت و به اتاق plc یا کنترل می فرستد این دستگاه در مواردی که نیاز به اندازه گیری رطوبت و تبدیل خروجی به مقدار دلخواه ( رسانیدن به ست پوینت ) می باشد استفاده می شود که می تواند در صنایع مختلف مانند ریسندگی که نیاز به کنترل رطوبت برای جلوگیری از ایجاد جرقه به دلیل باردار شدن و سرعت زیاد نخ ، به صورت مداوم استفاده شود یا در اتوماسیون های صنعتی و خانگی و انبارها و گلخانه ها و . . . مورد استفاده قرار گیرد .

در صنایع بزرگ مانند کارخانجات صنعتی که فرایند تولید به صورت پیوسته در حال انجام است جهت نظارت بر تولید دستگاه های اندازه گیری و کنترلی به طور پیوسته با سیستم های مانیتورینگ از اتاق فرمان که یکی از مهم ترین قسمت های هر صنعت می باشد کنترل می شود . به کمک ابزارهای کنترلی تمامی فرآیند های تولید در زیر نظر کنترل کننده قرار دارد . تا در مواقع لازم کنترل یا تغییر پارامترهای موثر در تمامی محیط کارخانه صورت بگیرد . در مواقعی که نیاز به کنترل و تغییر است لازم است تا سیگنال از مکان مورد نظر به اتاق کنترل انتقال بیابد که برای این نوع کنترل از تجهیزاتی به نام ترانسمیتر استفاده می شود . واژه ترانسمیتر از دو واژه ترنسفر به معنی انتقال و مترینگ به معنای اندازه گیری تشکیل شده و معنی لغوی آن کاربرد آن را مشخص می کند و سری تجهیزاتی می باشند که کمیت فیزیکی مانند رطوبت ، دما ، فشار و . . . را اندازه گیری کرده و سپس سیگنال اندازه گیری شده را به اتاق کنترل انتقال می دهد و در مورد رطوبت ، رطوبت توسط این دستگاه اندازه گیری می شود و تبدیل به خروجی  آمپر یا ولتاژ شده و به plc  ارسال می شود و  plc  اقدامات لازم را با تجهیزاتی که در اختیار دارد برای رسیدن به حالت مطلوب یا set point   انجام می دهد .

دستگاه دیجیتال رطوبت سنج روغن :

در این دستگاه ها که برای اندازه گیری رطوبت انواع روغن مایع درست شده است . نوک سنسور را در درون روغن قرار داده و پس از گذشت چند ثانیه که دادن زمان برای گذشتن از حالت گذرا و رسیدن به حالت پایا می باشد ، سنسور حساس دستگاه که در نوک آن قرار دارد مقدار رطوبت در روغن را به صورت عددی روی صفحه نمایشگر دستگاه نشان می دهد .

کنترل رطوبت ، دما و شرایط محیطی در انکوباتور :

انکوباتور ها دستگاه هایی هستند که در آزمایشگاه مورد استفاده قرار می گیرند و با کنترل دما ، رطوبت و سایر شرایط محیطی شرایط را برای نگهداری و کشت نمونه های آزمایشگاهی فرآهم می کنند . انکوباتور ها محفظه عایق و بسته ای هستند که تا جای ممکن از نظر دما و ورود و خروج گازها عایق شده اند . انکوباتورها گرم کن قابل تنظیمی دارند که می تواند از طریق المنت های تعبیه شده دما را ۶۰ درجه تا ۱۰۰ درجه سانتی گراد بالا ببرد . توسط سنسورهای دما ، دمای داخل انکوباتور اندازه گیری می شود و سیستم کنترل گر از طریق ترموکوپل معمولی یا سیستم های براساس میکرو کنترلر ها و plc  دمای داخل انکوباتور را در دمای ، در نظر گرفته شده ثابت نگه می دارد .انکوباتورهای آزمایشگاهی انواع مختلفی دارند و نمونه ای از آن مانند یخچال قابلیت پایین آوردن دما را نیز دارد . انکوباترهای دی اکسید کربن که هم دما را کنترل می کنند و هم می توانند درصد خاصی از دی اکسید کربن را داخل محفظه انکوباتور تامین کنند .انکوباتورهای مرطوب انکوباتورهایی هستند که علاوه بر قابلیت کنترل دما توانایی کنترل رطوبت در محفظه ی داخلی انکوباتور را دارا می باشند . تامین رطوبت توسط مخزن آب و المنت های گرمایش انکوباتور انجام می شود . کنترل دقیق رطوبت در این دستگاه توسط واحدهایی که به جای استفاده از گرمایش مستقیم – به وسیله ی سیستم خنک کننده ای رطوبت اضافی را کاهش می دهند ، انجام می شود . در انکوباتور سنسور هایی برای سنجش گاز نیز وجود دارد که این گاز ها توسط مخازن خارجی تامین می شود و به وسیله plc systems  یا میکروکنترلر ها کنترل و چک می شود . در صورتی که پارامتر های یاد شده از مقدار مجاز عبور کنند ، به وسیله ی آلارم به فرد کنترل گر اطلاع داده می شود . بیشتر انکوباتورها دارای تایمر هستند در برخی از نمونه های انکوباتور کارکرد های مخصوصی مانند سرعت ( shake )  قابل تنظیم ، مانیتورینگ فاکتورهای مختلف و قابلیت برنامه ریزی ( programable )  برای تنظیم رطوبت و دما در فاصله های زمانی متفاوت به میزان های مختلف وجود دارد . کلیه ی این کارها به صورت الکترونیکی صورت می پذیرد .برای سالیان متمادی از انکوباتورها با قابلیت کنترل رطوبت ، در مراکز جوجه کشی به منظور ایجاد شرایط مناسب برای پرورش و نگه داری تخم مرغ ها یا مراقبت از نوزادان بیمار و نارس استفاده می کردند . اما کارکرد جدید این دستگاه در تحقیقات پزشکی می باشد که شرایط مناسبی را برای کشت و دست کاری میکرو ارگانیسم ها برای پی بردن به روش های جدید معالجه بیماران فراهم می کند .اولین انکوباتورها در مصر و چین باستان ساخته شدند که تخم مرغ ها را در اتاقی قرار می دادند و توسط آتش آن اتاق را تا زمانی که جوجه ها از تخم بیرون آیند گرم می کنند و مرغ ها آزاد بودند که هر روز تخم گذاری کنند . در دوره های بعد از چراغ های الکلی و کوره های چوبی برای گرمکایش انکوباتور ها استفاده شد . امروزه سالن هایی بزرگ با گرمایش الکتریکی به عنوان انکوباتور های جوجه کشی مورد استفاده قرار می گیرد . و برای آن دمایی بین ۵٫۳۷ تا ۸٫۳۷ درجه سانتی گراد در نظر گرفته می شود . فن هایی در این انکوباتور ها وجود دارند که جریان هوای گرم را روی تخم مرغ ها عبور می دهند . رطوبت این سالن ها در حدود ۶۰ % تنظیم می شود تا مانع از تبخیر آب سطح تخم مرغ ها شود . عامل موثر دیگر هوا می باشد که برای این که سطح اکسیژن ۲۱ % باقی بماند به وسیله پمپ هایی هوای تازه از محیط بیرون به داخل محفظه پمپ می شود . در قرن ۱۹ میلادی استفاده از انکوباتور ها برای نجات جان نوزادان نارس شروع شد که در ابتدا با چراغ های نفتی ، گرم می شد و در دهه دوم قرن بیستم فردی آمریکایی اولین انکوباتور نوزاد را که با الکتریسیته گرم می شد ساخت .انکوباتور های آزمایشگاهی برای اولین بار در قرن بیستم مورد استفاده قرار گرفتند و محققان برای شناسایی باکتری های عامل بیماری ( پاتوژن ها ) در مایعات بدن بیمار از این نمونه از انکوباتورها کمک گرفتند . شیوه ی کار به این صورت بود که با گرفتن نمونه از بدن بیمار ، آن را به ظرف کشت میکروب یا محفظه ی استریل منتقل کرده و در انکوباتور می گذاشتند . برای تسریع رشد باکترهای مسبب بیماری هوای داخل را مرطوب نگه می داشتند و دمای آن را تا دمای بدن یعنی ۳۷ درجه سانتی گراد گرم می کردند و مقداری نیتروژن یا دی اکسید کربن برای رشد سلول ها اضافه می کردند حال در چنین محیط آماده و مناسبی میکرو ارگانیسم ها تکثیر می شدند و شناسایی آن ها راحت تر صورت می گرفت .از دیگر کاربرد های انکوباتور کشت بافت گیاهی یا حیوانی است که قسمتی از بافت را از گیاه یا حیوان جدا می کنند و در داخل انکوباتور قرار می دهند و رشد آن را مانیتور می کنند . دمای داخلی انکوباتور در دمایی که بافت جدا شده قرار دارد . با مشاهده ی رفتار بافت داخل محفظه ، بینش وسیعی به محققان از عملکرد و واکنش سلول های خاص در اختیار آن ها قرار می گیرد . با همین روش توانستند رفتار سلول های سرطانی را مشاهده و مورد مطالعه قرار دهند و همچنین برای بیماری هایی نظیر سرخک ، فلج اطفال و آنفولانزا واکسن تهیه کنند . به طور کلی کشت بافت اختلالات ناشی از کمبود آنزیم خاصی را مشخص می کند .مورد دیگری که در آن انکوباتورها به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد مهندسی ژنتیک می باشد با کشت بافت و تکثیر آن ها دانشمندان به مواد ژنتیکی که اغلب از دی ان ای گسسته به دست آمده بود دست یافتند  و از جمله موارد کاربردی آن می توان به اصلاح مشکلات نژادی ، همزاد سازی و بانک اسپرم اشاره نمود . امروزه به کمک همین دستگاه دانشمندان در علم ژنتیک به پیشرفت های قابل ملاحظه ای مانند ساخت انسولین و دیگر پروتئین های حیاتی دست یافته اند . مهندسی ژنیتیک کیفیت بسیاری از مواد غذایی مانند میو ه ها و سبزیجات را بهبود بخشیده و مقاومت بیشتر در برابر بسیاری از بیماری ها و آفات را در پی داشته است . این موارد همگی در زمینه بیوتکنولوژی است که انکوباتور با قابلیت کنترل رطوبت و دما و جریان هوا و . . . زمینه ساز آن ها بوده است .

منابع :

۱ کتاب عملیات واحد مهندسی شیمی ، نویسندگان : وارن ال . مک کیب ، جولیان سی ، اسمیت ، پیتر هریوت

۲ daneshnameh.roshd.ir

۳ www.instrusenter.com

۴ aeim.blogfa.com

۵ www.saenco.com

 ۶ www.linkedin.com

۷ – www.bamecenter.com

۸ froun.arduino.ir

نویسنده مطلب: hamid

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *