رطوبت با مقدار بخار آب موجود در هوا یا سایر گازها تعریف می‌شود. پارامترهای رطوبت به روش‌های مختلف بیان می‌شوند و واحدهای مربوطه بر اساس تکنیک اندازه‌گیری مورد استفاده تعیین می‌گردند. رایج‌ترین اصطلاحات این حوزه عبارتند از: «رطوبت نسبی (RH)»، «ذرات در میلیون (PPM)» بر اساس وزن یا حجم و «نقطه شبنم/برفک» که دو مورد آخر زیرشاخه‌هایی از «رطوبت مطلق (AB)» هستند.

واحدهای رطوبت مطلق برای نتایج اندازه‌گیری اولیه کاربرد دارند، زیرا این امکان وجود دارد که مقدار بخار آب موجود را مستقیماً اندازه‌گیری کند. در مقابل، رطوبت نسبی برای نتایج اندازه‌گیری ثانویه معتبر است، زیرا اندازه‌گیری مقادیر بخار آب به نحوی واسطه‌ای انجام می‌شود.

رطوبت مطلق (چگالی بخار) به‌عنوان نسبت جرم بخار آب موجود در هوا به حجم هوا تعریف می‌شود، با واحد گرم بر متر مکعب یا گرین بر فوت مکعب (۱ گرین = ۱/۷۰۰۰ پوند) و به صورت زیر بیان می‌گردد:

𝐴𝐵=𝑚_𝑤/𝑣

در جایی که AB رطوبت مطلق است (g/m³ یا grains/ft³)m_w جرم بخار آب (گرم یا grain) و v حجم هوا (m³ یا ³ft) است.

رطوبت نسبی (به طور خلاصه RH) به نرخ مقدار محتوی رطوبت هوا به بیشینه (اشباع شده) سطح رطوبتی که هوا در همان دما و فشار گاز داده شده می تواند داشته باشد، اطلاق می شود. رطوبت نسبی به دما وابسته است و از این رو اندازه گیری نسبی است. اندازه گیری RH به صورت درصدی و با عبارت زیر بیان می شود:

𝑅𝐻%=𝑃_𝑉/𝑃_𝑆×100

در جایی که P_v فشار نسبی محتوی رطوبت در هوا و P_s فشار اشباع رطوبت هوا در دمای یکسان داده شده (هر دو در بار یا کیلو پاسکال) است. رطوبت اشباع به عنوان نسبت جرم بخار آب در اشباع به حجم هوا تعریف می شود:

𝑆𝐻=𝑚_𝑤𝑠/𝑣

در جایی که SH رطوبت اشباع (g/m³) m_ws جرم بخار آب در اشباع (g) و v حجم هوا (متر مکعب) است. رطوبت اشباع تابع دما است و می تواند بیشینه مقدار محتوی رطوبت را (جرم) در واحد حجم گاز در دمای داده شده، ارائه کند.

مطابق با معادله زیر، رطوبت نسبی می تواند به شیوه دیگری از طریق محاسبه نرخ رطوبت مطلق به رطوبت اشباع در قالب درصد به شکل زیر ارائه شود:

𝑅𝐻%=𝐴𝐵/𝑆𝐻×100

ذره در میلیون حجمی (PPMv) به عنوان حجم محتوی بخار آب در واحد حجم گاز خشک و ذره در میلیون وزنی (PPMw) با ضرب کردن PPMv در وزن مولی آب به ازای وزن مولی گاز یا هوا به دست می آید.PPMv وPPMw  از اندازه گیری های رطوبت مطلق هستند. نقطه شبنم به عنوان دمایی (بالای صفر درجه) تعریف می شود که در آن محتوایِ بخارِ آبِ موجود در گاز شروع به تقطیر شدن به آب (مایع) می کند و نقطه برفک دمایی است (زیر صفر درجه) که در آن بخارِ آبِ موجود در گاز به یخ چگالیده می شود.

پارامترهای نقطه برفک تابع فشار گاز هستند اما مستقل از دما و جز اندازه گیری های رطوبت مطلق می باشند. به بیان دیگر نقطه شبنم دمایی است که در آن فشارِ بخارِ آبِ اشباع شده مساوی است با فشارِ بخارِ آبِ نسبی (در فشار اتمسفر). تفاوت بین دمای محیط و دمای نقطه شبنم معیاری از رطوبت نسبی محیط است.

انواع سنسورهای اندازه گیری رطوبت 

سنسورهای رطوبت نسبی خازنی

یک لایه نازک پلیمری که ظرفیت خازنی را با جذب رطوبت تغییر می دهد. این سنسورها نظر به دقت، پایداری، فشردگی و مصرف پایین توان به طور گسترده ای در کاربردهای صنعتی و ساختمان ها به کار می روند. به خوبی با پیاده سازی های وایرلس کار می کند. در جایی که گرد و غبار وجود دارد از فیلترهای حفاظتی بهره گرفته می شود.

سنسورهای مقاومتی

تغییرات مقاومتی در پاسخ به رطوبت روی می دهد. عموماً قیمت پایین و پایداری بالا اما به مرور زمان دقت اندازه گیری تمایل به تغییر دارد و معمولاً رنج کالیبره کوچک تری را پوشش می دهند. مناسب برای مونیتورینگ های غیر حیاتی یا در جایی که بودجه و عدم پیچیدگی دغدغه اولیه هستند.

محصولات شرکت برگ

یکی از محصولات سیمکس که توسط شرکت برگ تامین و در اختیار مشتریان گذاشته می شود Prosens است که مبتنی بر اندازه گیری رطوبت بر اساس سنسور خازنی است. این تجهیز در واقع برای کنترل و مونتیورینگ پارامترهای محیطی از ترکیب ترانسمیتر، نمایشگر، میتر و کنترلر بهره می برد. این محصول مجهز به دو ورودی یورنیورسال، دو ورودی باینری یا دو خروجی آنالوگ و ارتباط مودباس با پورت RS485 است. در محدوده محصولات Prosens در مدلهای 200 و 400 سنسور رطوبت نسبی و دما تعبیه شده است.

علاوه بر محدوده دمای کاری قابل توجه 30- تا 120 درجه سانتی گراد، به توابع ریاضی مجهز است که امکان تغییر مقادیر اندازه گیری شده به سایر مقادیر از قبیل دمای شبنم، تفاضل یا جمع دو مقدار اندازه گیری شده را به وجود می آورد. نمایشگر با ابعاد قابل توجه و وجود سیگنال خروجی به این معنا است که Prosens در سیستم کنترلی کابرد دارد.

کاربردهای صنعتی زیادی وجود دارد که در آن Prosens می تواند به عنوان کنترلر مستقل عمل کند. همچنین امکان مشارکت با سایر تجهیزات Master از طریق پروتکل مودباس در قالب قسمتی از شبکه بزرگ تر وجود داردکه این تجهیز را برای سیستم مانیتورینگ توزیع شده ایده آل می کند.

کاربردها:

• صنایع فرآوری غذایی
• اتوماسیون HVAC ساختمان ها
• انبارها و اتاق های سرد
• گلخانه ها
• کارخانه ها و واحدهای تولیدی
• موزه ها، بایگانی و گالری ها
• اتاق های سرور، اتاق های تهویه متبوع
• ایستگاه های هواشناسی