Feuchte
Die bekannteste Methode zur Messung der relativen Luftfeuchte ist die „Trocken-/Feuchtkugel“-Methode und kommt in einem Psychrometer zur Anwendung. Ein Psychrometer besteht aus zwei Thermometern: eines mit einer herkömmlichen Trockenkugel und einer Feuchtkugel, die von einem feuchten Tuch umhüllt ist. Die Verdunstung aus dem feuchten Tuch senkt die Temperatur des Feuchtkugel-Thermometers. Aus der Differenz der beiden Temperaturen kann dann die relative Luftfeuchtigkeit abgeleitet werden.
Die Luftfeuchtigkeit wird über die Erfassung von Temperatur, Masse, Druck gemessen oder über eine mechanische oder elektrische Änderung in einer Substanz, die Feuchtigkeit absorbiert. Der Feuchtigkeitswert wird dann über die Kalibrierung und Berechnung der entsprechenden Messgröße ermittelt. Ein Hygrometer verwenden zum Beispiel ein Haar zur Messung der Luftfeuchte, denn dessen Länge ändert sich proportional mit dem Feuchtigkeitsanteil.
Moderne Feuchtigkeitssensoren erfassen die Kondensationstemperatur oder die Änderungen elektrischer Kapazitäten oder Widerstände und erreichen eine wesentlich höhere Genauigkeit.
Der wichtigste Parameter für die Umgebungsqualität ist die relative Luftfeuchtigkeit. Sie wird definiert als das Verhältnis des tatsächlich in der Luft vorhandenen Wasserdampfs zur Menge an Wasserdampf bei vollständiger Sättigung, also wenn die Luft keinen weiteren Wasserdampf mehr aufnehmen kann.
Die absolute Luftfeuchtigkeit dagegen ist die Menge an Wasserdampf in einem bestimmten Luftvolumen bei einem bestimmten Druck und bei einer bestimmten Temperatur.
Methoden der Feuchtemessung
Am genauesten lässt sich die Feuchtigkeit mithilfe eines Hygrometers mit einem auf einen bestimmten Wert gekühlte Spiegel ermitteln. Beim Hygrometer wird optoelektronisch der Beginn der Kondensation auf dem Spiegel erfasst. Die Temperatur zu diesem Zeitpunkt ist der Taupunkt, aus dem wiederum der Feuchtigkeitswert abgeleitet wird. Für Großserien in industriellen oder Consumer-Anwendungen ist diese aufwändige Messmethode allerdings nicht geeignet.
In den meisten dieser Anwendungen findet man heute Sensoren, die auf der Änderung der Kapazität oder des Widerstandes eines hygroskopischen Materials beruhen.
Kapazitiver Sensoren besteht aus zwei Elektroden, die durch ein Dielektrikum getrennt sind. Eine Veränderung des Wasserdampf-Anteils in der Luft, also der Luftfeuchtigkeit, bewirkt eine Änderung der dielektrischen Konstante der Sensoren und proportional dazu der Kapazität.
Widerstandssensoren bestehen aus zwei Elektroden, die durch eine leitfähige Schicht voneinander getrennt sind. Eine Änderung der Luftfeuchtigkeit bewirkt auch hier eine Änderung der Leitfähigkeit dieser Schicht.
Elektronische Sensoren sind sehr genau, stabil und sind kostengünstig in großen Mengen herzustellen. Allerdings ist die Genauigkeit durch ihren Drift über der Zeit begrenzt. Daher ist es bei der Verwendung hilfreich, die Umgebungstemperatur zu messen und eine Temperaturkompensation durchzuführen. Mittlerweile gibt es Sensoren, bei denen Feuchtigkeits- und Temperaturmessung in einem Gehäuse integriert sind und auch direkt die Temperaturkompensation durchführen.
Feuchtemessung mit dem dydaqlog Datenlogger
Elektronische Feuchtesensoren können direkt mit dem dydaqlog Datenlogger bemessen werden, wenn Sie ein analoges Ausgangssignal als Spannungs- oder Stromausgang bereitstellen. Der Datenlogger bietet Skalierungsfunktionen, die diese Eingangssignale direkt in die relative Luftfeuchtigkeit umrechnen. Viele dieser Sensoren besitzen auch einen integrierten Mikrocontroller, der die Messwerte über eine serielle Schnittstelle unter Verwendung des Mobus Protokolls ausgeben. Auch diese Sensoren können mithilfe der Software-Erweiterung zum Import externer Daten über Modbus TCP und den dydaqlog Datenlogger angebunden werden.
Hier können Sie schalten und walten und eine eigenen Messapplikation programmieren und sich so von der Leistungsfähigkeit unseres dydaqlog Datenloggers selbst überzeugen.