Měření vlhkosti vzduchu Úkol měření:



Podobné dokumenty
V následující tabulce jsou uvedeny jednotky pro objemový a hmotnostní průtok.

Úvod do laserové techniky KFE FJFI ČVUT Praha Michal Němec, 2014

Pokud světlo prochází prostředím, pak v důsledku elektromagnetické interakce s částicemi obsaženými

EXPERIMENTÁLNÍ METODY I 5. Měření vlhkosti vzduchu

VLHKÝ VZDUCH STAVOVÉ VELIČINY

Úloha č.1: Stanovení Jouleova-Thomsonova koeficientu reálného plynu - statistické zpracování dat

Cvičení z termomechaniky Cvičení 5.

Obrázek1:Nevratnáexpanzeplynupřesporéznípřepážkudooblastisnižšímtlakem p 2 < p 1

2.6.7 Fázový diagram. Předpoklady: Popiš děje zakreslené v diagramu křivky syté páry. Za jakých podmínek mohou proběhnout?

MĚŘENÍ RELATIVNÍ VLHKOSTI. - pro měření relativní vlhkosti se používají metody měření

V p-v diagramu je tento proces znázorněn hyperbolou spojující body obou stavů plynu, je to tzv. izoterma :

Fakulta elektrotechnická. Katedra aplikované elektroniky a telekomunikací BAKALÁŘSKÁ PRÁCE. Čidla vlhkosti a detektory sněhu

FYZIKA 2. ROČNÍK. Změny skupenství látek. Tání a tuhnutí. Pevná látka. soustava velkého počtu částic. Plyn

Termodynamické základy ocelářských pochodů

7. Měření dutých objemů pomocí komprese plynu a určení Poissonovy konstanty vzduchu Úkol 1: Určete objem skleněné láhve s kohoutem kompresí plynu.

ÚSTAV ORGANICKÉ TECHNOLOGIE

4 Ztráty tlaku v trubce s výplní

BH059 Tepelná technika budov Konzultace č. 2

2010 Brno. Hydrotermická úprava dřeva - cvičení vnější parametry sušení

IV. Fázové rovnováhy dokončení

T8OOV 03 STANOVENÍ PLYNNÝCH EMISÍ ORGANICKÝCH ROZPOUŠTĚDEL V ODPADNÍM VZDUCHU

Výpo ty Výpo et hmotnostní koncentrace zne ující látky ,

Fyzikální chemie. 1.2 Termodynamika

Stanovení vodní páry v odpadních plynech proudících potrubím

2.3.6 Práce plynu. Předpoklady: 2305

Povrchová vs. hloubková filtrace. Princip filtrace. Povrchová (koláčová) filtrace. Typy filtrů. Inženýrství chemicko-farmaceutických výrob

CW01 - Teorie měření a regulace

3. Aktivní snímače. 3.1 Termoelektrické snímače

13. Skupenské změny látek

PZP (2011/2012) 3/1 Stanislav Beroun

d p o r o v t e p l o m ě r, t e r m o č l á n k

Oddělení technické elektrochemie, A037. LABORATORNÍ PRÁCE č.9 CYKLICKÁ VOLTAMETRIE

1. Měření průtoku. Kde ρ.. hustota tekutiny [kg m -3 ] m hmotnost tekutiny [m] V 0. měrný objem [m 3 kg -1 ]

INSTRUMENTÁLNÍ METODY

Výpočty za použití zákonů pro ideální plyn

SPEKTRÁLNÍ METODY. Ing. David MILDE, Ph.D. Katedra analytické chemie Tel.: ; (c) David MILDE,

Principy chemických snímačů

MĚŘENÍ PLANCKOVY KONSTANTY

KRUHOVÝ DĚJ S IDEÁLNÍM PLYNEM. Studijní text pro řešitele FO a ostatní zájemce o fyziku. Přemysl Šedivý. 1 Základní pojmy 2

Hluk Nepříjemný nebo nežádoucí zvuk, nebo jiné rušení (ČSN ).

Molekulová spektroskopie 1. Chemická vazba, UV/VIS

Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Hustopeče, Masarykovo nám. 1

7. VÝROBNÍ ČINNOST PODNIKU

7. Fázové přeměny Separace

ADC (ADS) AIR DATA COMPUTER ( AIR DATA SYSTEM ) Aerometrický počítač, Aerometrický systém. V současné době se používá DADC Digital Air data computer

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ APLIKOVANÁ FYZIKA MODUL 1 STAVOVÉ VELIČINY TERMODYNAMICKÝCH SOUSTAV

MĚŘENÍ VÝKONU V SOUSTAVĚ MĚNIČ - MOTOR. Petr BERNAT VŠB - TU Ostrava, katedra elektrických strojů a přístrojů

VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŽENÝRSTVÍ cvičení 6

SPEKTROSKOPICKÉ VLASTNOSTI LÁTEK (ZÁKLADY SPEKTROSKOPIE)

Kruhový děj s plynem

6. Vliv způsobu provozu uzlu transformátoru na zemní poruchy

MECHANIKA KAPALIN A PLYNŮ

Výpočet svislé únosnosti osamělé piloty

ZÁKLADY AUTOMATICKÉHO ŘÍZENÍ

PRŮTOK PLYNU OTVOREM

II. ZÁKLADY ANESTEZIOLOGIE

Termodynamika ideálního plynu

PRINCIP MĚŘENÍ TEPLOTY spočívá v porovnání teploty daného tělesa s definovanou stupnicí.

ROZDĚLENÍ SNÍMAČŮ, POŽADAVKY KLADENÉ NA SNÍMAČE, VLASTNOSTI SNÍMAČŮ

STRUKTURA A VLASTNOSTI PLYNŮ

Hodnocení tepelné bilance a evapotranspirace travního porostu metodou Bowenova poměru návod do praktika z produkční ekologie PřF JU

MĚŘENÍ VLHKOSTI. Vlhkoměr CHM 10 s kapacitní sondou

Inženýrství chemicko-farmaceutických výrob

HYDROPNEUMATICKÝ VAKOVÝ AKUMULÁTOR

Princip filtrace. Inženýrství chemicko-farmaceutických výrob. Inženýrství chemicko-farmaceutických výrob. Tekutiny Doprava tekutin.

SPEKTROMETRIE. aneb co jsem se dozvěděla. autor: Zdeňka Baxová

h nadmořská výška [m]

ZMĚNY SKUPENSTVÍ LÁTEK

Výpočet svislé únosnosti osamělé piloty

KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE. 123TVVM transport vodní páry

zadání: Je dán stejnosměrný motor s konstantním magnetickým tokem, napájen do kotvy, indukčnost zanedbáme.

Metody termické analýzy. 3. Termické metody všeobecně. Uspořádání experimentů.

Numerické výpočty proudění v kanále stálého průřezu při ucpání kanálu válcovou sondou

PROCESY V TECHNICE BUDOV cvičení 1, 2

KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE. 123TVVM transport vodní páry

Zkoušení a dimenzování chladicích stropů

Teplovzdušné motory motory budoucnosti

Systémové struktury - základní formy spojování systémů

25 A Vypracoval : Zdeněk Žák Pyrometrie υ = -40 C C. Výhody termovize Senzory infračerveného záření Rozdělení tepelné senzory

Obr. V1.1: Schéma přenosu výkonu hnacího vozidla.

MĚŘENÍ ABSOLUTNÍ VLHKOSTI VZDUCHU NA ZÁKLADĚ SPEKTRÁLNÍ ANALÝZY Measurement of Absolute Humidity on the Basis of Spectral Analysis

Teplota jedna ze základních jednotek soustavy SI, vyjadřována je v Kelvinech (značka K) další používané stupnice: Celsiova, Fahrenheitova

Měřicí a řídicí technika pro 1. roč. magisterského studia FPBT. tlak = síla/plocha, hlavní jednotka tlaku je Pa

Laplaceova transformace.

5.0 ZJIŠŤOVÁNÍ FÁZOVÝCH PŘEMĚN

Způsobilost. Data a parametry. Menu: QCExpert Způsobilost

ZKOUŠENÍ A DIMENZOVÁNÍ CHLADICÍCH STROPŮ

2. Cvi ení A. Výpo et množství vzduchu Zadání p íkladu: Množství p ivád ného vzduchu Vp :

Teplota. fyzikální veličina značka t

Vysoké učení technické v Brně Fakulta strojního inženýrství Energetický ústav Odbor fluidního inženýrství Victora Kaplana

Obr. 1: Řez masivním průřezem z RD zasaženým účinkům požáru

Převodní charakteristiku sensoru popisuje následující vzorec: C(RH)=C 76 * [1 + HK * (RH 76) + K] (1.1)

Měření teplotní roztažnosti

NÁVRH A OVĚŘENÍ BETONOVÉ OPŘENÉ PILOTY ZATÍŽENÉ V HLAVĚ KOMBINACÍ SIL

VOLTAMPEROMETRIE. Stanovení rozpuštěného kyslíku

Aproximativní analytické řešení jednorozměrného proudění newtonské kapaliny

Fotoelektrické snímače

Univerzita Pardubice FAKULTA CHEMICKO TECHNOLOGICKÁ

Zákony ideálního plynu

Transkript:

Měření vlhkosti vzduchu Úkol měření: ) Orientačně změřte hodnoty vlhkosti vzduchu, kterou měníte zvlhčovačem omocí rofesionálního měřiče vzduchu, omocí vlasového vlhkoměru a omocí nerofesionálního měřiče vlhkosti. 2) Naměřené hodnoty vlhkosti zaište do tabulky a vyneste do grafu.. 3) Pro každou naměřenou hodnotu vlhkosti změřenou omocí rofesionálního měřiče sočítejte rosný bod. 4) Porovnejte naměřené hodnoty jednotlivých řístrojů a vysvětlete ravděodobnou říčinu nalezené diference.

. Základní ojmy a metody měření vlhkosti Měření vlhkosti vzduchu a vlhkosti lynů obecně je častou úlohou v meteorologii, otravinářství, aírenském a chemickém růmyslu, ři úravě vzduchu v budovách a v mnoha dalších odvětvích. Protože jednotlivé obory kladou různé ožadavky na rychlost odezvy, řesnost, stabilitu, odolnost roti vodě, chemickou odolnost a rozměry senzoru i na náklady na měření, byla vyvinuta a oužívá se řada vlhkoměrů založených na odlišných rinciech snímání a vyhodnocování.. Definice vlhkosti Vlhkost vzduchu udává obsah vodní áry v jednotkovém objemu vzduchu, který je v reálném stavu směsí suchého vzduchu a vodní áry, řičemž je závislá na telotě. Při měření se obvykle oužívá některá z následujících tří jednotek: ) Absolutní vlhkost Φ udává hmotnost vodní áry v jednotce objemu vzduchu s obvyklou jednotkou gram na krychlový metr [g.m -3 ]. Jedná se tedy o měrnou hmotnost P. Obsah vodní áry ve vzduchu je omezený. Vzduch se vodní arou nasytí a další vlhkost již neřijímá. Konkrétní hodnota vlhkosti závisí ředevším na telotě a s rostoucí telotou roste. 2) Relativní vlhkost φ udává oměr mezi skutečným a maximálním, nasyceným obsahem vody ve vzduchu. Udává se v rocentech (%RH, %RV). Relativní vlhkost vyjadřuje tedy rocentní nasycení suchého vzduchu vodní arou ři dané telotě. Z toho vylývá, že suchý lyn má relativní vlhkost % a nasycený lyn vodní árou %. Tlak lynu je dán součtem arciálních tlaků jednotlivých složek. Tlak vlhkého lynu můžeme rozdělit na arciální tlak vodní áry a arciální tlak ostatních lynů. Parciální tlak vodní áry P může sloužit k určování vlhkosti. K určení vlhkosti lynu omocí tlaku ještě otřebujeme znát hodnotu teloty a celkového tlaku lynu. Tímto zůsobem se častěji vyjadřuje relativní vlhkost jako oměr arciálního tlaku vodní áry P k arciálnímu tlaku nasycené vodní áry P ři stejné telotě. Platí vztah: P φ ϕ = = (%) " " P φ P...arciální tlak ar ve vzduchu, P..tlak sytých ar ři téže telotě, Φ.. absolutní vlhkost vzduchu, Φ" absolutní vlhkost nasyceného vzduchu. (.) Též latí vztah: ϕ = P P c c " P P (.2) Pc..celkový tlak směsi suchého vzduchu a vodní áry

3) Měrná vlhkost χ je hmotové množství vodní áry řiadající na kg suchého vzduchu, tedy vlastně vodní obsah. Vyjadřuje se hmotnostním zlomkem, jako oměr hmotnosti vodní áry m a hmotnosti suchého vzduchu m v. Udává se v jednotkách (kg kg - ). Platí vztah: χ = m m v (.3) m..hmotnost vodní áry, m v...hmotnost suchého vzduchu 4) Telota rosného bodu (DP) je telotou, ři které již vzduch není schoen řijímat žádnou áru. Jednotkou je Celsiův stueň, oř. Kelvin. Při znalosti relativní vlhkosti a teloty lze rosný bod zjednodušeně vyočítat dle následujících vzorců: t log EW =.6677 + 7.5( + log ( RH ) 2) 237.3 + t (.4) 237.3(.6677 log EW ) DP = log EW 8.677 (.5) EW...hodnota mezivýočtu, t...naměřená telota ( C), RH...relativní vlhkost (%), DP rosný bod. Absolutní vlhkost vzduchu ři nasycení vodní arou ( %RH) ři vybraných telotách (rosných bodech) je uvedena v tab.. Tab. Hodnota absolutní vlhkosti vzduchu ři nasycení vodní arou v závislosti na telotě Telota [ C] Vlhkost [g/m 3 ] Telota [ C] Vlhkost [g/m 3 ] -, 8 2 7,4-8, 6 25 23, -6, 3 3,5-4,2 4 5,3-2,888 6 3 4,87 8 292 9,44 59

.2 Přehled metod měření vlhkosti Metody měření vlhkosti lynů se vyvíjely od rostých ukazovacích o současné vlhkoměry s elektrickým analogovým a oř. i číslicovým výstuem. K disozici jsou v současné době ředevším tyto dvě základní metody:. Metoda hygrometrická (sorční metoda) - u této metody využijeme vhodných tuhých materiálů, které vlivem sorční vlhkosti mění svůj elektrický odor dielektrické vlastnosti, délku, aod. Tato metoda je velice jednoduchá a zároveň citlivá. Jednotlivé senzory racující na základě této metody jsou odrobněji osány v následující kaitole. 2. Metoda sychrometrická S touto metodou racují sychrometry. Při adiabatickém sycení vzduchu vodní arou je měřena tzv. telota suchého a mokrého teloměru. Z sychrometrického rozdílu lze ak stanovit relativní vlhkost. Tato metoda je dána vztahem: ϕ = " m " s " A ( t t m ) (.6) t...telota suchého teloměru ( C), t m.telota mokrého teloměru ( C), m, jsou arciální tlaky syté áry ři telotách t m, t,..arciální tlak nenasyceného vzduchu, s..statický tlak, obvykle barometrický, A..sychrometrická konstanta (K - ). Součinitel A je výrazně závislý na rychlosti roudění vzduchu kolem teloměru, nejvíce ři hodnotách rychlosti roudění do 2,5 m s -. Při vyšších rychlostech jej lze ovažovat za konstantu. 3. Metoda měření rosného bodu tato metoda využívá malé tělísko (kovové zrcátko), které se ochlazuje tak dlouho, dokud se jeho ovrch neorosí. Telota, u které dojde k orosení, se nazývá rosný bod, který charakterizuje vlhkost lynu. Tato metoda je univerzální. 4. Coulometrická metoda Základ tvoří tenká vrstva oxidu fosforečného ohlcující z měřeného lynu vlhkost, která se hned elektrolyzuje roudem dodávaným z vnějšího zdroje. Při konstantním roudění lynu je dodávaný roud úměrný vlhkosti roudícímu lynu. Tato metoda je výhodná ro měření malých koncentrací vlhkosti. 5. Difúsní metoda U této metody se využívá nestejné rychlosti difúse vodní áry a vzduchu órovitou řeážkou. Tato metoda má dlouhou časovou konstantu a malou citlivost. 6. Měření sorčního tela Tato metoda se ulatňuje u analýzy lynů. Vhodnou volbou sorčního materiálu lze zajistit dostatečnou selektivitu. 7. Měření teelné vodivosti Tato metoda je ro měření vlhkosti málo citlivá a neselektivní. Tato metoda se více ulatňuje u analýzy lynů. 8. Rovnovážný elektrolytický teloměr základ metody tvoří senzor, na jehož ovrchu je nanesena vrstva roztoku chloridu litného, která se ohřívá tak dlouho, až tlak nad roztokem je

stejný jako tlak v měřeném lynu. Tato metoda je hodně odobná metodě měření rosného bodu, ale je jednodušší. 9. Chromatografické metody Vlhkost se stanoví s ostatními složkami analyzovaného lynu. Je třeba zvolit vhodný druh nálně a režim kolony.. Metoda měření ermitivity metoda využívá rozdílnou ermitivitu, kterou má suchý vzduch a vzduch nasycený vodními arami.. Metoda využívající monokrystal iontové soli dochází k detekci změnodoru krystalu. Suchý krystal je nevodivý. Vlivem vlhkosti se krystal rozouští a dochází ke zmenšení jeho odoru. 2. Sektrální metody metoda využívá schonosti atomů a molekul ohlcovat nebo vyzařovat elektromagnetické vlnění ouze určitých vlnových délek..3 Metody měření vlhkosti lynů Protože jednotlivé obory kladou různé ožadavky na rychlost odezvy, řesnost, stabilitu, odolnost roti vodě, chemickou odolnost a rozměry senzoru i na náklady na měření, byla vyvinuta a oužívá se řada vlhkoměrů založených na odlišných rinciech snímání a vyhodnocování..3. Metoda hygrometrická Tato metoda využívá změny fyzikálně chemických vlastností různých materiálů, k nimž dochází ři změně množství absorbované vody. Na senzory sorčního tyu jsou kladeny tyto ožadavky:. Odezva ve směru sorce i desorce má být rychlá s velmi malou hysterezí. 2. Změna měřené veličiny musí být dostatečně velká a okud možno lineárně závislá na relativní vlhkosti nebo rosném bodu. 3. Kalibrační křivky by měly být stálé. 4. Měření má být možné v širokém telotním rozmezí a vliv teloty zanedbatelný Nejstarší materiál oužívaný u této metody je odmaštěný lidský vlas. Další materiály jsou roztoky hygroskoických solí nanesených na órovitých odložkách, olymery nebo směsi olymerů, oxidy a jiné anorganické sloučeniny. Dále se využívá sorčních dějů na ovrchu olovodičů. Vlhkost sorbována materiálem může ůsobit na jeho hmotnost, objem, elektrický odor, ermitivitu.sorce je děj rovázený vznikem tela a ři desorci je telo sotřebovaváno. Dilatační vlhkoměry Hlavním ředstavitelem je vlasový vlhkoměr. Lidský odmaštěný vlas změní svou délku o 2.5% až 3% ři změně relativní vlhkosti z % na %. Dosahovaná řesnost je tedy kolem 3%. Tato závislost je nelineární a řibližně logaritmická. K zlešení vlastnosti dochází ři chemické úravě vlasu nař. odmaštění v eteru. Zleší se linearita a zmenší se hystereze. Délková roztažnost vlasů může být jednoduše řevedena omocí ákového mechanismu na ručkový ukazatel hodnoty, který ukazuje relativní vlhkost římo v rocentech (obr.). Pro oměrné rodlužování vlasu je dán řibližný vztah:

τ = kt logϕ (.7) T... absolutní telota (K) k... konstanta ϕ... relativní vlhkost (%) Výchylka se občas řevádí na elektrický signál omocí odorového otenciometru nebo indukčního snímače. Výhodou vlasového vlhkoměru je, že racuje solehlivě ři telotách od bodem mrazu. Nevýhodou je, že jsou tyto vlhkoměry choulostivé. Lze je oužít nejvýše do 8 C. Není možné s nimi měřit vlhkost roudících lynů. Někdy se místo vlasů oužívají celuloidové ásky, jejichž vlastnosti jsou však horší a nebo lze též oužít živočišnou blánu, která je nanutá v rámečku a na změnu vlhkosti reaguje změnou růhybu. Má ovšem odstatně menší životnost. Tyto vlhkoměry nejsou tak řesné, ale jsou velmi jednoduché. Metoda atří k historicky nejstarším. Obr. Vlasový vlhkoměr Obr. 2 Leonardův vlhkoměr Gravimetrické vlhkoměry Gravimetrický vlhkoměr řestavuje z meteorologického hlediska absolutní standard. Jeho rinci je jednoduchý vhodné sušidlo absorbuje vodní áru ze známého objemu vzduchu a zjišťuje se řírůstek jeho hmotnosti. Měření je ovšem zdlouhavé, zejména ři malé vlhkosti, řístroj značně nákladný a oužitelný ouze v laboratorních odmínkách. Slouží ředevším k ověřování a kalibraci dalších standardů. První zkonstruovaný vlhkoměr racující na sorční metodě sestrojil Leonardo da Vinci (452-59). Bylo to někdy mezi léty 48 a 486. Podstata jeho vlhkoměru byla velice jednoduchá: vycházela z oznatku, že existují tzv. hygroskoické látky, tj. látky, které ohlcují ze vzduchu vlhkost (nař. sůl, houba, bavlna atd.). Čím vlhčí jsou ak tyto látky, tím větší hmotnost řirozeně mají. A to už se nechá zvážit. Leonardo tedy umístil do jedné misky rovnoramenných vah vosk (který není hygroskoický) a do druhé hygroskoickou látku a za suchého očasí váhy seřídil na nulu. Tak, jak se očasí měnilo a s ním i vlhkost vzduchu, miska s těžší hygroskoickou látkou klesala dolů a vychylovala ručičku na stunici, která ukazovala rozdíl hmotnosti obou látek ale vlastně také vlhkost vzduchu (obr.2). V současné době měření sočívá v lynu, který roudí třemi trubicemi tvarem U nalněnými chloristanem hořečnatým nebo oxidem fosforečným. První dvě trubice se o růchodu daného množství lynu zváží a z řírůstku hmotnosti a známého objemu lynu se sočítá střední hodnota vlhkosti. Třetí trubice je kontrolní a zabraňuje difúzi vlhkosti v oačném směru. Odorové vlhkoměry Množství sorbované vody se osuzuje na základě změny elektrického odoru. Senzor využívá změny elektrolytické vodivosti, má tvar destičky oatřené elektrodami. Destička je většinou vyrobená z keramiky a na jejím ovrchu je nanesena vrstva roztoku iontové soli,

nejčastěji chloridu lithného. Příkladem další struktury je Dunmorovo rovedení, které oužívá olyvinylalkohol s řídavkem chloridu nebo bromidu lihného. Přívodní elektrody jsou latinové, rovedené jako dvojitá sirála z drátu na válci z izolantu nebo jako dva hřebínky naařené na keramickém odkladu. Aby se ředešlo olarizaci elektrod, je nutné měřit střídavým naětím. Velikost odoru je závislá na relativní vlhkosti, ale i na telotě. Proto je otřeba měřit telotu a danou soustavu telotně stabilizovat. Závislost odoru na relativní vlhkosti je řibližně exonenciální (obr.3). Ačkoliv změna vodivosti okrývá jenom třetinu až ětinu celkového rozsahu relativních vlhkostí až % (obr.3), různé koncentrace lithné soli umožňují měřit v různých ásmech. Senzor je citlivý na orosení (kondenzaci) a nelze ho oužít ři vyšších telotách, řesto si udržuje své ostavení zejména díky velké řesnosti (desetiny %RH) a oměrně dobré stabilitě. Tyto vlhkoměry nelze oužít v rostředí s částicemi soli a s áry kyselin. Rychlost odezvy závisí na telotě a ohybu vzduchu. Senzory se mohou vyrábět také z hygroskoických olymerů s řídavkem chloridu litného, styrenového koolymeru a oxidů některých kovů. Posledně uvedený materiál má rychlou odezvu a netrí hysterezí. Obr.3 Tyy a charakteristika odorových senzorů vlhkosti Kaacitní vlhkoměry Tento senzor se svým složením blíží odorovým. Při sorci vlhkosti materiálem se mění jeho elektrický odor a kaacita, to znamená jeho imedance. Výhodou měření kaacity senzoru je jeho mimořádná citlivost, malý vliv znečištění a lze měřit nejenom vlhkost lynů, ale i kaalin. Princi každého kaacitního senzoru je kondenzátor, jehož dielektrikum tvoří tenká vrstvička materiálu vratně sorbujícího vlhkost z rostředí. Dielektrikum je film olymeru nebo kovového oxidu. Jedna z elektrod je děrovaná, umožňující okolnímu vzduchu kontakt s dielektrickým filmem. Přestože je množství absorbované vody oměrně malé, díky její velké dielektrické konstantě jsou změny kaacity měřitelné: řádově činí, % z celkové kaacity na každé % RH. Tyto senzory se vyrábějí také s integrovaným zracováním signálu, kdy výstuem je místo kaacity mnohem řijatelnější elektické naětí, nebo dokonce digitální rozhraní. Kaacitní senzory se vyznačují malou závislostí údaje na telotě, odolností vůči kondenzaci, dobou odezvy řádu desítek sekund, řesností v jednotkách %RH, oměrně dobrou odolností roti chemikáliím a vyšším telotám, malými rozměry a v neoslední řadě nízkou cenou. Na obr.4 je zachycena závislost kaacity senzoru na relativní vlhkosti, která je téměř lineární. Měření bylo rováděno ři 25 C.

Obr.4 Tyy a charakteristika kaacitních senzorů vlhkosti Vlhkoměry s vyhřívanými termistory Senzory využívají závislost teelné vodivosti vzduchu na jeho vlhkosti. Senzor obsahuje dva stejné termistory, z nichž jeden je hermeticky uzavřen v suchém dusíku a druhý je řístuný okolnímu rostředí. Termistory jsou zaojeny do série a tvoří jednu větev můstku. Druhá větev obsahuje evné rezistory a trimr k nulování. Průchodem roudu se termistory zahřívají a dosažená telota závisí na stuni jejich ochlazování, tj. na teelné vodivosti okolního lynu. Můstek se vynuluje ři umístění senzoru v suchém vzduchu a řítomnost vodní áry zůsobí jeho rozvážení. Senzor oskytuje signál úměrný absolutní vlhkosti. Jeho řednostmi jsou schonost racovat ři vysokých telotách (až 2 C) (obr.5) a vysoká chemická odolnost. Rezonanční vlhkoměry Obr.5 Tyy a charakteristika vlhkoměrů s vyhřívanými termistory Množství vody sorbované materiálem se rojeví na jeho celkové vlhkosti. Aby tato metoda mohla fungovat rakticky, musí slňovat základní ředoklady :. Množství sorbentu musí být malé, aby říliš mnoho sorbované vody neovlivňovalo koncentraci vodních ar v měřeném lynu. 2. Na ovrchu sorbantu se musí rychle usazovat dynamická rovnováha mezi lynnou fázi a sorbantem ro rychlou odezvu. 3. Metoda ro měřeni změn hmotnosti musí být dostatečně rychlá. Zaojíme-li křemíkový výbrus oatřený elektrodami do obvodu oscilátoru, bude frekvence výstuního vysokofrekvenčního naětí závislá na vlastnostech výbrusu (rozměřech, hmotnosti, úhlu). Za určitých zjednodušených odmínek latí :

Δf = K Δm (.8) K = 2 f NρS (.9) Δf.změna frekvence zůsobená změnou hmotnosti výbrusu o Δm, f...vlastní frekvence oscilátoru, N frekvenční konstanta závislá na úhlu řezu, ρ...hustota křemene, S locha výbrusu, K konstanta úměrnosti.3.2 Psychrometrická metoda Pro zjištění vlhkosti omocí sychrometru je třeba měřit dvě teloty. První je měřena volně v rostředí a nazývá se telotou suchého teloměru. Druhá, tzv. telota mokrého teloměru je měřena omocí telotního senzoru, které je obaleno nař. tkaninou, o které vzlíná ze zásobní nádobky voda. Ta se na senzoru odařuje a v závislosti na okolní vlhkosti ak teloměr vykazuje rozdílnou (nižší) telotu než suchý teloměr. U této metody se tedy určuje vlhkost vzduchu z údajů dvou teloměrů, z nichž jeden je mokrý (smočený vodou) a druhý udává telotu měřeného lynu. Čím je relativní vlhkost menší, tím intenzivněji se odařuje voda ze smočeného teloměru a tím vice se tento teloměr ochlazuje a je větší rozdíl telot těchto dvou teloměrů. Podle tohoto rozdílu se určí omocí tabulek nebo nomogramu tlak vodní áry a z něho relativní vlhkost. Čím je vzduch sušší, tím je větší telotní rozdíl. Příčinou oklesu teloty je odařování vody z knotu. Tato změna skuenství je dorovázena sotřebou odarného tela. Intenzita odařování závisí na relativní vlhkosti řiváděného vzduchu. Pokud by byl nař. vzduch zcela nasycen, naměří oba teloměry stejnou hodnotu (k žádnému odařování vody z knotu nemůže dojít). Množství vodní áry m., která se odaří za jednotku času z ovrchu mokrého teloměru, je :. m = ksd( υm ) (.) S.....locha, na které dochází k odařování, D.....koeficient difůze vodní áry ve vzduchu, υm...tlak nasycené vodní áry ři telotě mokrého teloměru, K. konstanta. K odaření tohoto množství vodní áry je třeba dodat množství tela :.. Q = Δhm = ΔkSD( υm ) (.) Δh.. secifické výarné telo vody,

.. tlak vodní áry ve vzduchu Přívod tela k zásobníku mokrého terloměru se skládá ze dvou částí :. řívod tela Q 2. z měřeného vzduchu: Q = αs( υ υ ). 2 m (.2) α..koeficient řestuu tela mezi ovrchem zásobníku mokrého teloměru a okolním rostředí. 2. řívod tela Q 3. teloměrem: Q. 3 υ υm = λs ( ) l (.3) λ.. koeficient teelné vodivosti teloměru, S. růřez teloměru v místě smáčení, υ.. telota suchého teloměru, υ m.telota mokrého teloměru, ( ( υ υ m ) / l ) veličina, která charakterizuje telotní gradient ve směru délky l teloměru. Telota mokrého teloměru se mění v závislosti na rozdílu tela řivedeného a tela sotřebovaného na odaření : ( Q + Q.. 2 3). dυm Q = c dt C..teelná kaacita zásobníku mokrého teloměru. (.4) Dosadíme-li za Q., Q 2., Q 3. do rovnice.4, dostaneme : ( υ υ ) m υm A C = λ αs + S l dυm dt (.5) λ S α + A = l S ΔhkD (.6) A.. je sychometrická konstanta.

V ustáleném stavu je : dυ m dt = Z rovnice 2.5 dostaneme sychrometrickou rovnici : (.7) = υm A( υ υ m ) (.8) odle níž lze vyočítat tlak vodní áry, je-li známa konstanta A. Ze vztahu 2.8 vylývá, že sychrometrická konstanta bude záviset na telotě vzduchu, na atmosférickém tlaku a na stuni turbulence vzduchu obtékajícího mokrý teloměr. Vliv difúsního koeficientu na atmosférickém tlaku můžeme vyjádřit vztahem: = D D at at.. je atmosférický tlak,.. atmosférický tlak kpa, D..koeficient difúze odovídající tlaku. (.9) Psychrometrickou rovnici.8 lze řesat na tvar: = υm A at ( υ υ ) m (.2) odkud se vyočítá sychrometrická konstanta A v jiném tvaru: Tuto konstantu lze určit emiricky: λ S α + A = l S Δ hkd 6.75 A = 5 (65 + ) υ (.2) (.22) v.. je rychlost roudění vzduchu v m.s -. Tento vztah se oužívá k řibližnému určení A ro v m.s -. Pro řesné měření se oužívá sychrometrických tabulek, které jsou vyočítány ro určitý atmosférický tlak a lze z nich odečíst, na základě sychrometrického rozdílu ( υ υ m ) a teloty vzduchu υ, arciální tlak vodní áry nebo rovnou hodnotu relativní vlhkosti. Na sychrometrickou konstantu má vliv take skuenství vody na ovrchu mokrého teloměru. Všechny dosud uvedené hodnoty latí ro vodu v kaalném stavu. Je-li ale teloměr obalen ledem, stouá tato konstanta asi o 2%. Z toho vylývá, že řesnost stanovení relativní vlhkosti je mnohem závislejší na řesnosti měření sychrometrického rozdílu, než na řesnosti měření teloty suchého a mokrého teloměru. U elektrických sychrometrů se roto měří kromě teloty taky římo sychrometrický rozdíl.

Chyba ři stanovení relativní vlhkosti závisí na telotě vzduchu, tvaru a rozměrech teloměru, vliv radiace, slunečního záření aod. Při nízkých telotách chyba stouá. Při velkých hodnotách relativní vlhkosti je sychrometrický rozdíl hodně malý, a roto se musí stanovovat s velkou řesností. Naoak ři velmi malé vlhkosti se šatně určuje dokonalé smáčení mokrého teloměru. Přístroje založené na sychrometrickém rinciu můžeme rozdělit do dvou skuin:. Stabilní sychrometry (obr.6) bez nucené cirkulace měřeného lynu. Jsou také známy od ojmem Assmanův sychrometr. U této metody může být chyba měření až ±2% relativní vlhkosti. 2. Asirační sychrometry, (obr.7, obr.8) u kterých je konstantní růtok lynu -, nebo zajišťováno buďto umělým větráním dosahující hodnoty alesoň 2,5 m s turbínou oháněnou motorkem, která tak zaručuje.rychlost roudění větších než 2,5 m s -. U těchto větších rychlostí je hodnota sychrometrické konstanty A = 6,56-4 K -. Přesnost ři oužití rtuťových teloměrů bývá asi ± až ±2% relativní vlhkosti ři relativní vlhkosti lynu kolem 5%. Obr.6 Assmanův sychrometr Obr.7 Asirační sychrometr Obr. 8 Asirační sychrometr- rinci činnosti

Legenda k obrázku: Telomě suché teloty, 2 Teloměr mokré teloty, 3 Smáčená unčoška, 4 Nádobka s vodou, 5 Ventilátor, v rychlost roudění vzduchu, υ telota vzduchu suchá, υ m telota vzduchu mokrá. Moderní sychrometry mají zajištěny automatické dolňování vody ro měření teloty mokrého teloměru. Telotním senzorem již většinou nebývá klasický kaalinový teloměr ale naříklad odorové nebo termoelektrické senzory. Pak lze využít jejich elektrického výstuu k dalšímu zracování informací. Není tedy nutno konečnou relativní vlhkost zjišťovat z tabulek, jestliže je součástí řevodník ro římý řevod naměřených hodnot. Tyto sychrometry ak dosahují chyby měření kolem ±3 %. Přesto se nedooručuje oužití sychrometrů ři dlouhodobém měření v uzavřeném rostředí a ři vyšších telotách..3.3 Metoda měření rosného bodu Podstatou této metody je stanovení teloty ovrchu vody, ři níž se ustavuje dynamická rovnováha mezi množstvím vody vyařujícím se z tohoto ovrchu a množstvím molekul vodní áry doadajících na tento ovrch z řilehlé vrstvy lynu. V rovnováze bude mít tuto telotu vrstva lynu, která se římo dotýká ovrchu vody a relativní vlhkost této vrstvy bude %. Tím, že stanovíme telotu, ři které dochází k rovnováze, můžeme omocí tabulek maximálních tlaků vodní áry nad vodou stanovit tlak vodní áry lynu. U některých vlhkoměrů se oužívá ro určení rosného bodu ochlazování senzoru tak dlouho, až se objeví kondenzát. V tomto okamžiku se řeruší chlazení a začne ohřev. Měří se telota, ři které se objevil kondenzát a telota, ři které zmizel. Střední hodnota vyčíslená z těchto dvou hodnot je ovažována za rovnovážnou. Takto určená telota se od rosného bodu liší a tím vzniká jistá chyba, kterou nedokážeme očetně vyjádřit. Vztah mezi relativní vlhkostí lynu a rosným bodem můžeme zasat : T = ΔH ex[ R ( T )] T (.23) Je-li ři absolutní telotě T relativní vlhkost Φ, bude tlak vodní áry: = Φ T T..tlak nasycené vodní áry ři telotě T. (.24) Současně však latí vztah: = υrb (.25) υrb..tlak nasycené vodní áry ři rosném bodu. a tedy: = Φ ϑrb T (.26)

Do vztahu.26 dosadíme.23 a dostaneme: ΔH ex[ ( )] = Φ R T υ rb ΔH ex[ R ( T )] T (.27) Odtud ro rozsah telot od T do υ rb lyne vztah: ln Φ = ΔH R ( T υ rb ) (.28) a dále latí: ϑ rb = T R ΔH ln Φ (.29) Rovnici diferencujeme odle Φ a dostaneme: dϑ rb dφ = ( T R ΔH Φ R ln Φ) ΔH 2 (.3) Tyto rovnice umožňují zjistit s jakou řesností je třeba měřit rosný bod, aby mohla být relativní vlhkost stanovena s danou řesností. Při nízkých telotách je zaotřebí cca stejné řesnosti jako ři telotách vyšších, což u sychrometrické metody nejde. Nejstarší varianta kondenzačního vlhkoměru racujícího na metodé měrění rosného bodu byla sestrojena Italem Galileem Galileim (564-642). Na malou, tenkou a vysoce leštěnou kovovou misku nalil trochu éteru. Vyařováním tohoto éteru, urychlovaného roudícím vzduchem, se miska ochlazovala. Když její telota dosáhla teloty rosného bodu, její ovrch se orosil. V tom okamžiku odečetl telotu na teloměru, která byla závislá na vlhkosti vzduchu (obr.9). Obr.9 Kondenzační vlhkoměry Obr. Princi kondenzačního vlhkoměru

Kondenzační vlhkoměry atří v současné době k velmi řesným měřidlům, ředstihuje ho ouze gravimetrická metoda. Základem měření je nutnost zjištění teloty rosného bodu, tj. teloty, ři které dochází ke kondenzaci vodních ar na ovrchu senzoru. Je tedy otřeba zajistit zdroj ochlazování, který je nejčastěji tvořen vodní lázní, odařováním čavku aod. Nejnovější kondenzační hygrometry k chlazení oužívají termoelektrické chladiče. Těmi je nutno ochlazovat lochu, na které sledujeme srážení vlhkosti. Materiálem nejčastěji bývá kovová deska se skleněnou odrazovou lochou (jako zrcadlo), která má dobrou teelnou vodivost ale zároveň je odolná roti oxidaci a ztrátě lesku. Na tuto lochu doadá arsek světla (zdrojem bývá nař. LED dioda) (obr.), jehož odraz je snímán omocí světlocitlivých rvků, nař. foto-tranzistorů. V okamžiku, kdy dojde k rosení kovové lochy, sníží se množství odraženého světla zachyceného světlo-citlivým rvkem. Řídicí systém ak mění telotu tak dlouho, dokud nedojde k rovnovážnému stavu. Přiložený teloměr oté zjistí měřenou telotu rosného bodu. Z ní ak lze následovně určit relativní vlhkost, nař. za oužití integrovaného mikrorocesoru nebo jednoduše omocí diagramu vlhkého vzduchu. Použití tohoto tyu je již od 5 % relativní vlhkosti, výhodou jsou zejména možnost oužití v rostředích, která by byla ro jiné tyy senzorů nebezečná z hlediska obsahu korozivních a jiných látek. Další ředností je minimální nutnost kalibrace. Alternativou k otickému sledování zrcadla je oužití krystalového rezonátoru, jehož rezonanční frekvence je ovlivněna kondenzací vodní áry na jeho ovrchu. Kondenzační vlhkoměry se yšní z rinciu dlouhodobou stabilitou, odolností roti chemikáliím a velkou řesností..3.4 Coulometrická metoda U coulometrického vlhkoměru je veškerá vlhkost obsažená v měřeném lynu ohlcována filmem hygroskoické látky a ohlcená vlhkost je současně elektrolyzována stejnosměrným roudem. Jako hygroskoická látka se užívá oxid fosforečný. Film oxidu fosforečného je takto udržován stále téměř suchý a je schoen outat další vlhkost. Podle Faradayova zákona je ro elektrolýzu molu vody zaotřebí náboje.93x -5 C. Proud otřebný k elektrolýze ohlcené látky je římosměrný vlhkosti lynu. Metoda je vhodná ro měření velmi malých obsahů vlhkosti. Přístroje nevyžadují zvláštní kalibrace, mají dostatečnou řesnost i dynamiku. Přístroje jsou závislé na růtoku lynu. Přístroje nelze oužít k měření lynu tam, kde lyn ůsobí na materiál senzoru nebo s ním reagují..3.5 Difúsní metoda Tyto vlhkoměry jsou založeny na tom, že molekuly vzduchu a vodní áry difundují órovitou řeážkou různou rychlostí. Přeážky jsou konstruovány zejména z keramiky, různých druhů olymerů, stlačeného uhelného rášku aj. Tyto vlhkoměry se zejména oužívají ři konstantních telotách a dostatečně velkém tlaku áry..3.6 Sorční metoda Tato metoda racuje na rinciu měření sorčního tela. Při sorci tuhými nebo kaalnými materiály dochází k uvolnění tela, a naoak ři desorci se telo ohlcuje. Množství vyvinutého tela závisí na vlastnostech sorbetu, na jeho množství, na vlhkosti, na množství sorbovné vody a na telotě. Analyzovaný lyn se rozdělí na dvě části. Jedna se vede římo na senzor a druhá se nejrve vysuší a ak se terve vede na senzor. Vlhký lyn sorbuje sorbentem a suchý lyn tento sorbent zase vysušuje. V jedné části se tedy telo uvolňuje a ve druhé sotřebovává. Rozdíl těchto telot je měřen a je úměrný vlhkosti. Režim sorce a desorce se musí střídat a ne robíhat najednou..3.7 Metoda měření teelné vodivosti Tato metoda se oužívá hlavně ři analýze binárních směsí, kdy jednotlivé složky lynu mají dostatečně rozdílnou vodivost. Analyzátor obsahuje nanuté latinové vlákno nebo termistor, který má dvojí funkci. Jednak je zdrojem tela a jednak lní funkci telotního senzoru. Dva nebo čtyři analyzátory se zaojují do můstku. Jedna větev je ak srovnávací a jedna měrná. Naětí je voleno tak, aby telota

v analyzátorech byla cca 5 o C. Mění-li se složení lynu, mění se i teelná vodivost. Při konstantním složení lynu se mezi žhaveným drátem a okolím ustaví teelná rovnováha, takže veškeré vyvinuté telo se sdílí s okolím. Dané teelné rovnováze odovídá určitá telota a tím i telota vlákna nebo termistoru. Změna odoru je mírou změny koncentrace lynu. Rovnováha je ovlivňována množstvím rotékajícího lynu, roto růtok lynu musí být korigován. Naětí měřené v diagonále můstku je ři malých změnách koncentrace římo úměrné vlhkosti lynu. Analyzátory tohoto tyu jsou jednoduché a řitom solehlivé. Jsou však neselektivní a málo citlivé..3.8 Rovnovážný elektrolytický teloměr Elektrolytický vlhkoměr je snímač vlhkosti využívající schonosti některých látek udržovat svou vlhkost v rovnováze s vlhkostí okolního vzduchu. Při změně vlhkosti vzduchu se voda z látek vylučuje, nebo ji látky ohlcují. Snímač je tvořen tenkostěnnou skleněnou trubičkou s navléknutou skleněnou tkaninou. Tkanina je nasycena vodním roztokem LiCl a jsou v ní vetkány dvě latinové elektrody. Uvnitř trubičky je odorový teloměr. Elektrody jsou naájeny střídavým roudem ze zdroje. Proud rocházející elektrodami zahřívá elektrolyt, čímž se z něho voda částečně odařuje. Při zvětšení vlhkosti vzduchu v okolí snímače se zvětší vodivost elektrolytu, rotože ohlcuje vlhkost ze vzduchu. Elektrolytem rochází větší roud a elektrolyt se zahřívá. Tím se stále udržuje rovnovážná telota elektrolytu, která je závislá ouze na arciálním tlaku vodní áry v okolním vzduchu. Ukazovací řístroj, zaojený na odorový teloměr, je cejchován v C rosné teloty, nebo v absolutní vlhkosti, oř. v arciálním tlaku vodní áry. Přesnost měření je ±%. Sodní hranice rozsahu měření je dána tím, že rosná telota není vyšší než telota vzduchu a s ohledem na říustné otelení snímače neřekračuje rosná telota 6 C. Pro měření relativní vlhkosti vzduchu elektrolytickým vlhkoměrem je nutné měřit kromě rovnovážné teloty ještě telotu vzduchu. K tomu je řístroj dolněn dalším teloměrem a ukazovací řístroj má stunici dělenou římo v hodnotách relativní vlhkosti. Elektrolytický vlhkoměr se vyznačuje zejména dlouhodobou stabilitou. Nevýhodou je nutnost obnovování elektrolytu..3.9 Chromatografické metody Obr. Chromatogram směsi lynů obsahující vodní áru U této metody se určuje vodní ára jako jedna ze složek měřeného lynu (obr.). Nejdůležitější na této metodě je výběr srávného sorbetu, aby došlo k dokonalému rozdělení jednotlivých složek lynu a výběr vhodného a dosti citlivého detektoru. Používají se sorbety málo

olární s malou sorční aktivitou na bázi olyfluoretylenu nebo koolymery styrenu s vinyl benzenem aod..3. Měření ermitivity Relativní ermitivita suchého vzduchu za normálních odmínek je,574 a nasyceného vodními arami,368. Z toho vylývá, že musímě měřit relativní ermitivitu s citlivostí -6. Senzorem je deskový kondenzátor s omezeným rostorem, kam se řivádí měřený lyn. Tento kondenzátor je zaojen do rezonančního obvodu. Tudíž frekvence oscilací závisí na kaacitě kondenzátoru a tedy na vlhkosti lynu. Kondenzátor musí mít velkou kaacitu, aby se vlhkost dostatečně rojevila. Poněkud leší je měření v oblasti mikrovln. Zde se oužívají dutinové rezonátory. Do jedné dutiny se zavádí měřený lyn a druhá je nalněna vakuem nebo suchým lynem a slouží jako srovnávací. Měři se rozdíl v rezonanční frekvenci obou dutin. Relativní ermitivita ε r a osun rezonanční frekvence se řídí vztahem: ε = 2 r f f f (.3) f..frekvence rázdného dutinového rezonátoru f rezonanční frekvence dutinového rezonátoru s měřeným lynem.3. Vlhkoměr tvořeným monokrystalem iontové soli Povrch monokrystalu iontové soli se začíná rozouštět vlivem vlhkosti okolního rostředí, jeli tlak vodní áry větší než rovnovážný tlak nad nasyceným roztokem dané soli ři dané telotě. Při tomto tlaku se na ovrchu krystalu vytvoří vrstvička nasyceného roztoku. Ta se zvětšuje se zvětšujícím se tlakem. Toto se děje i ři konstantním tlaku vodní áry a měnící se telotě. Při dosažení kritického tlaku se mění ovrchový odor. Suchý krystal je skoro nevodivý a ři vytvoření vrstvičky se odor zmenšuje. Senzor ak obsahuje ohřívací a chladící zařízení, které slouží k regulaci teloty krystalu, aby v jeho okolí byl stále udržován rovnovážný tlak vodní áry. Telota je ak úměrná absolutní vlhkosti..3.2 Sektrální metody Molekuly a atomy mají schonost ohlcovat nebo vyzařovat elektromagnetické vlnění ouze určitých vlnových délek. To je zůsobeno tím, že mohou existovat ouze v určitých kvantových stavech, které se liší obsahem energie. K ohlcení vlnění dochází ři řechodu za stavu s nižší energií do stavu s vyšší energií a u vyzáření je to oačně. Frekvence vyzáření a ohlcení závisí na rozdílu energií ΔE říslušných stavů: ΔE = hν (.32) h..planchova konstanta ν..frekvence dále latí vztah: c λ = ν (.33)

λ..vlnová délka Sektroskoie se zabývá tím, ři jakých vlnových délkách dochází k ohlcování nebo vyzáření elektromagnetického vlnění molekulami. Měři se tedy intenzita rošlého záření zkoumanou látkou v závislosti na vlnové délce. Tím dostáváme sektrum látky. Pro vznik těchto sekter je odstatná nesojitá řada hodnot energie (vnitřních stavů molekul) nař. kvantových stavů elektronů, stavů odovídajících rotaci molekuly jako celku nebo vibracím atomových jader v molecule. Obr.2 Znázornění vibračních a rotačních ohybů dvou-atomové molekuly Legenda k obrázku : Δr a Δr 2 označují vybrační výchylky atomů m a m 2, osa rotace C rochází těžištěm molekuly O. Infračervená sektroskoie studuje řechody mezi vibračně rotačními hladinami v daném elektronovém stavu. Frekvence, které odovídají řechodům mezi rotačními hladinami v daném vibračním stavu, jsou zravidla menší než 7µm a vytváří rotační sektrum molekuly ve vzdálené infračervené oblasti. Infračervená sektra látek v lynném stavu lze měřit jako absorční nebo emisní, ale většinou se měří absorce infračerveného záření. Klesne-li intenzita doadajícího monochromatického záření I o růchodu absorbujícím rostředím na hodnotu I, je roustnost neboli transmise definována jako: T = I I (.34) T = I I (%) (.35) Množství ohlceného záření, nebo-li absorce A je definována T = I I (%) I (.36) Množství ohlceného záření je závislá na koncentraci měřené látky. V infračervené sektroskoii se oužívají sojité zdroje záření a záření je ak rozkládáno odle vlnových délek v diserzní části sektroskou. Ve zředěných árách lze vodu ovažovat za nelineární tříatomovou molekulu, které řísluší dvě symetrické vibrace tyu A (valenční a deformační vibrace) a jedna antisymetrická valenční vibrace tyu B 2, které jsou odle výběrových ravidel aktivní v infračervených i v Ramanových sektrech. Vibrační frekvence a vlnové délky vodní áry jsou uvedeny v tabulce tab 2.

Tab. 2 Tabulka vibračních frekvencí a vlnových délek Ty vibrace Fundamentální frekvence (cm - ) Vlnová délka (µm) valenční v 3656,7 2,7347 deformační v 2 594,6 6,272 valeční v 3 3755,8 2,6626 Pro raktické účely jsou nejdůležitější absorční ásma molekuly vody v infračervené oblasti, ředevším v okolí vlnových délek.3µm,.38µm,.87µm a 2,66µm. Zeslabení hustoty světelného toku rocházející rostředím závisí na očtu absorbujících částic, na jeho ovaze, na tloušťce vrstvy absorbující látky, na její koncentraci, dale ak na telotě a vlnové délce záření. Projde-li svazek monochromatických arsků o hustotě světelného toku I homogenní absorbující vrstvou o tloušťce dl, bude úbytek hustoty světelného toku -dl úměrný tloušťce vrstvy a koncentraci absorbujících částic c: k..konstanta úměrnosti. dl = kicdl (.37) Po úravě dostaneme vztah : I di = kc I I I..hustota světelného toku řed jeho vstuem do absorbujícího rostředí. I dl (.38) Integrací ak dostaneme vztah : ( I / I )..transmitance. I ln = I kcl (.39) Transmitanci můžeme vyjádřit omocí dekadického logaritmu jako : log I I = εcl = A (.4) A..absorce, ε.. molární absorční koeficient, c.. molární koncentrace absorbující látky. Protože vodní áry nemají sektrum kontinuální, ale skládá se z velkého očtu velmi hustých čar, je vhodnější oužít emirické rovnice: 2 A = Cb ( + ) K (.4) A..celková absorbance, C..konstanta závislá na oužité vlnové délce záření,

b..tloušťka vrstvy kaalné vody, která by vznikla kondenzací vodní áry ve slouci měřeného lynu ři zachování stejného růřezu slouce,..celkový tlak lynu,..arciální tlak vodní áry, K..konstanta (K řibližně,3) nebo se současným vyjádřením teloty: A = K..tlak, T..telota za standardních odmínek, Tb T (.42) Citlivost se vzrůstající koncentrací vody klesá. Pro zvýšení řesnosti se měření rovádí diferenčně, to je orovnáváním absorce záření ři některé již uvedené vlnové délce s absorcí ři jiné vlnové délce. Vlhkoměry sledující absorci ultrafialového nebo infračerveného záření vodní arou. Pracují na vlnových délkách 2 nm nebo 23 nm v ultrafialové části sektra nebo 6,25 µm v infračervené oblasti. Výstuní signál je úměrný absolutní vlhkosti a ředností je velmi krátká doba odezvy. Zdrojem ultrafialového záření jsou výbojky lněné vodíkem nebo krytonem a v infračervené oblasti se oužívají žhavené zdroje. Infračervené analyzátory se z konstrukčního hlediska dělí na diserzní a bezdiserzní. Diserzní racují s monochromatickým zářením, které se získává rozkladem světla omocí hranolu nebo mřížky. Používají se ke komlexní analýze lynů. Bezdiserzní jsou mnohem jednodušší a levnější, ale mají menší rozlišovací schonost. Infračervené analyzátory jsou výhodné v tom, že jsou selektivní a většinou je oužíváme, když nelze oužít jinou metodu. Jejich nevýhoda je závislost na telotě, tlaku, rachu a jiných nečistotách, které ohlcují záření. Na následujících třech obrázcích jsou nakresleny rinciiální zaojení analyzátorů ro selektivně absorbující látky. Obr.3 je analyzátor s negativní filtrací. Zdroj je širokoásmový a musí řekrývat absorční sektrum měřené látky. Negativní filtr je tvořen vzorkem měřené látky o velmi vysoké koncentraci, který absorbuje veškeré záření v oblasti absorce měřené látky. Detektorem D detekujeme výkon zdroje záření neovlivněného měřenou látkou a detektorem D 2 detekujeme výkon ovlivněný absorcí měřenou látkou. Koncentraci měřené látky určíme z oměru signálu na obou detektorech. Detektor je necitlivý na látky absorbující mimo absorční sektrum měřené látky. Obr.3 Analyzátor s negativní filtrací Na obr.4 a obr.5 jsou analyzátory využívající selektivní sektrální charakteristiku zdroje záření, resektive detektoru, řizůsobenou sektrální absorci měřené látky. Koncentrace je ak úměrná signálu na detektoru.

Obr.4 Analyzátor se sel. zdrojem záření Obr.5 Analyzátor se sel.detektorem Na obr.6 je uvedena sektrální charakteristika absorce záření, z níž lze odečíst na kterých vlnových délkách absorbuje záření H 2 O. Podle této vlnové délky vybereme vhodný zdroj záření ro analyzátor. Obr.6 Absorce otického záření atmosférou.4 Metody k vytvoření otřebné vlhkosti Většina měřidel vlhkosti vyžaduje kalibraci, a to ři výrobě i eriodicky během rovozu. Lze tak učinit změřením téhož vzorku lynu zárověň kalibrovaným a referenčním měřidlem, nebo řiravit lyn (vzduch) definované vlhkosti. V současné době k zajištění ožadované vlhkosti se oužívá těchto dvou metod: Metoda dvou tlaků - Jednou z možností je nasycení vzduchu vodní arou ři větším tlaku následované exanzí na menší tlak. Poměrem obou tlaků lze dosáhnout žádané výsledné vlhkosti. Metoda využívající nasycené roztoky solí - vzduch v rovnováze s roztokem soli má menší vlhkost než vzduch nad čistou vodou. S výhodou se užívají nasycené roztoky solí, jejichž koncentrace není ovlivněna odařováním nebo absorcí vody. Volbou soli lze obsáhnout široký rozsah relativních vlhkostí, nutný k několikabodové kalibraci čidel s nelineární charakteristikou. Konkrétní hodnoty ro různé teloty jsou uvedeny v tab.3.

Tab. 3. Rovnovážná relativní vlhkost vzduchu nad nasyceným roztokem soli (%RH) Sůl Telota ( C) 5 C C 5 C 2 C 25 C chlorid lithný,3,3,3,3,3 chlorid hořečnatý 33,6 33,5 33,3 33, 32,8 uhličitan draselný 43, 43, 43, 43,2 43,2 bromid sodný 63,5 62,2 6,7 59, 57,6 chlorid sodný 75,7 75,7 75,6 75,7 75,3 chlorid draselný 87,7 86,8 85,9 85, 84,3 síran draselný 98,5 98,2 97,9 97,6 97,3 2. Pois měřícího říravku Nerofesionální měřič vlhkosti tvoří modul HTM55, který oužívá k měření vlhkosti lynu kaacitní senzor vlhkosti HS. Hodnotu kaacity ak řevádí na říslušnou hodnotu výstuního naětí odle obr.8. Modul je také osazen senzorem teloty Kaacitní senzor vlhkosti Obr.7 Modul HTM55

Tab.4 Technické arametry senzoru HS Parametr Hodnota Jednotka Měřící rozsah (RH) - 99 % Kaacita ři 55%RH 8 F Telotní koeficient,4 F/ C Citlivost mezi 33 75%,34 F/%RH RH Telotní závislost +, %RH/ C ( C -5 C) Hystereze ( - 9%RH) +/-,5 % Telotní rozsah -4 - + C Obr.8 Výstuní hodnoty Modulu HTM 55 3. Postu měření K měření vlhkosti vzduchu oužijeme vlasový vlhkoměr, rofesionálního a nerofesionálního kaacitního měřiče vlhkosti. Ke zvyšování vlhkosti oužijeme zvlhčovač vzduchu. Při měření ostuujeme následujícím zůsobem: ) Před zanutím zvlhčovače vzduchu odečteme očáteční údaj na měřících řístrojích. 2) Zaneme zvlhčovač vzduchu a budeme sledovat na měřících řístrojích vzrůstající hodnotu vlhkosti, kterou zaisujeme do tabulky. Měření roveďte o dobu, až se hodnota vlhkosti nebude měnit. Hodnotu časového intervalu ro odečet hodnoty vlhkosti volte cca 3s.

3) Z naměřených hodnot vyočítejte hodnoty korekční křivky ro nerofesionální měřič vlhkosti a vlasový vlhkoměr. Hodnota naměřená omocí rofesionálního měřiče se bere jako skutečná S. Hodnota naměřená omocí nerofesionálního měřiče vlhkosti a omocí vlasového vlhkoměru bereme jako naměřenou N. Potom hodnoty ro korekční křivku (Korekce) vyočítáme ze vztahu : Δ = N S Korekce = Δ = S N 4) Naměřené hodnoty vyneste do grafu: Korekční křivka je ak dána funkcí Korekce =funkce(vlhkosti). Ukázka takové křivky je na obr.9 Obr.9 Korekční křivka senzoru vlhkosti

Zůsob měření: Nerofesionální měřič [%] Profesionální měřič [%] Vlasový vlhkoměr [%] Rosný bod t [ C] Čas t = s Čas t = 3 s Čas t = 6 s Čas t = 9 s * * * * * Čas t =? s Tabulka ro korekční křivky N S Δ Korekce [%] [%] [%] [%]

Seznam oužitých řístrojů a omůcek: Profesionální řístroj ro měření vlhkosti, nerofesionální řístroj ro měření vlhkosti, vlasový vlhkoměr, zvlhčovač vzduchu, stoky.