Bài giảng thiết bị đo độ ẩm không khí

Bài 4
THIẾT BỊ ĐO ĐỘ ẨM KHÔNG KHÍ


II Nguyên lí hoạt động của thiết
bị đo độ ẩm
Hàm lượng nước không đo đạc trực tiếp được mà phải đo gián tiếp.
Bộ cảm biến của thiết bị đo độ ẩm hoạt động dựa theo 2 nguyên lí sau:
1. Phương pháp nhiệt-ẩm kế: dựa trên nguyên lí về sự chênh lệch nhiệt độ giữa
hai nhiệt kế thuỷ ngân đồng nhất (nhiệt kế khô và nhiệt kế ướt);

- Trên bề mặt của bầu nhiệt kế ướt xảy ra sự bốc hơi của nước vào trong không
khí.
- Cường độ bốc hơi phụ thuộc vào độ ẩm của không khí xung quanh bầu nhiệt kế ướt.

- Độ chênh lệch bão hoà càng lớn thì cường độ bốc hơi càng lớn, lượng nhiệt
tiêu thụ cho sự bốc hơi đó càng nhiều nên càng làm cho số chỉ nhiệt độ trên nhiệt
kế ướt xuống thấp hơn so với nhiệt kế khô.


II Nguyên lí hoạt động của thiết
bị đo độ ẩm
Việc tính toán lượng nhiệt đến và đi xảy ra ở bầu nhiệt kế ướt có thể tính gần
đúng như sau:

M=

cS(E1 − e)
p

M: khối lượng nước đã bốc hơi trong một đơn vị thời gian

S: diện tích bề mặt
E1 là áp suất hơi nước bão hoà ở nhiệt độ mặt bốc hơi;
e là áp suất hơi nước có trong không khí;
p là áp suất không khí trên bề mặt bốc hơi
c là hệ số tỉ lệ phụ thuộc vào tốc độ thông gió trên mặt bốc hơi đó.


II Nguyên lí hoạt động của thiết
bị đo độ ẩm
Lượng nhiệt mà bầu nhiệt kế ướt chi cho sự bốc hơi trên bề mặt của nó là:

Q1 = mL =

cLS(E1 − e)
p

L là nhiệt hoá hơi của nước.
Q1 bị tiêu thụ nhiệt cho sự bốc hơi, nhiệt kế ướt bị lạnh đi nên xuất hiện sự
chênh lệch nhiệt độ giữa nhiệt kế này với không khí xung quanh.
Khi đó bầu nhiệt kế ướt bắt đầu nhận từ không khí xung quanh một lượng
nhiệt Q2.
Q2 = hS(t - t’)
h là hệ số trao đổi nhiệt giữa nhiệt kế với không khí
S là diện tích của mặt mà qua đó xảy ra sự trao đổi nhiệt
t và t’ là nhiệt độ không khí và nhiệt độ của nhiệt kế ướt


II Nguyên lí hoạt động của thiết
bị đo độ ẩm
Khi đó, trên nhiệt kế ướt, ta có lượng nhiệt đến từ không khí bằng lượng nhiệt

chi cho bốc hơi, nghĩa là Q1 = Q2
- Hệ số nhiệt-ẩm kế giảm: khi tốc độ
thông gió xung quanh bầu nhiệt kế
cLS(E1 − e)
= hS(t - t’) tăng lên.

p

su
y ra:

e = E1 −

h
A=
cL

hp(t − t )
cL
,

- Biến thiên của nó lúc đầu diễn ra
nhanh và khi tốc độ thông gió càng
tăng thì biến thiên càng chậm dần.

gọi là hệ số nhiệt ẩm kế. Nước = 6.53.10-4(1+0.000944.t’)
Băng = 5.75.10-4

e = E1 - Ap(t - t’) với
E1: sức trương hơi nước bão hòa trên mặt nước = 6.112.exp[17.62.t/(243.12+t)]

băng = 6.112.exp[22.46.t/(272.62+t)]
Của không khí ẩm = f(p).e
F(p): hàm theo áp suất = 1.0016 + 3.15.10-6p – 0.07.p-1


II Nguyên lí hoạt động của thiết
bị đo độ ẩm
Một số công thức tính điểm sương, ẩm tương đối, độ hụt bão hòa
Điểm sương = (243.12 ln (e/6.112f(p)))/(17.62 –ln (e/6.112f(p))
Độ ẩm tương đối = 100* e/E1
Độ hụt bão hòa = E1 - e


II Nguyên lí hoạt động của thiết
bị đo độ ẩm
2. Phương pháp biến dạng:
Dựa trên nguyên lí về sự biến dạng của vật chất theo độ ẩm không khí.


III Ẩm kế
1 Nhiệt-ẩm kế thường
a. Cấu tạo
Nhiệt-ẩm kế thường là một bộ gồm hai nhiệt
kế thuỷ ngân đồng nhất, nhiệt kế khô và
nhiệt kế ướt
- Bầu nhiệt kế ướt luôn được thấm nước nhờ
một mảnh vải mỏng quấn quanh bầu.
- Đầu dưới mảnh vải được nhúng vào một cốc
nước sạch, trên miệng cốc có nắp đậy.
- Ở nắp này có một khe và một lỗ thủng tròn để

luồn đầu dưới vải xuống cốc nước.
- Khoảng cách từ bầu nhiệt kế ướt tới miệng cốc
nước là 2-3cm.

Hình 4.1. Nhiệt-ẩm kế thường được lắp đặt tại
lều khí tượng


III Ẩm kế
1 Nhiệt-ẩm kế thường
b. Nguyên lý hoạt động
dựa trên nguyên lí về sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai nhiệt kế thuỷ ngân
đồng nhất (nhiệt kế khô và nhiệt kế ướt);

Hình 4.1. Nhiệt-ẩm kế thường được lắp
đặt tại lều khí tượng


III Ẩm kế
1 Nhiệt-ẩm kế thường
c. Cách sử dụng
Ở vị trí làm việc, nhiệt-ẩm kế thường được đặt
ở vị trí thẳng đứng trên giá trong lều khí tượng
nhiệt ẩm kế.
Độ cao từ mặt đất đến bầu nhiệt kế là 1,5m.
Nhiệt kế khô ở phía đông, nhiệt kế ướt ở phía tây.
Đọc số chỉ trên các nhiệt kế chính xác tới 0,10C
Phải đọc phần mười của cả hai nhiệt kế đó trước
rồi mới đọc phần nguyên.

Hình 4.1. Nhiệt-ẩm kế thường được lắp
đặt tại lều khí tượng


III Ẩm kế
1 Nhiệt-ẩm kế thường
c. Trình tự quan trắc
- Đọc nhiệt độ của nhiệt kế khô chính xác tới 0,1 0C (phía Đông)
- Đọc nhiệt độ của nhiệt kế ướt chính xác tới 0,1 0C (phía Tây)
- Phải đọc phần mười của cả hai nhiệt kế đó trước rồi mới đọc phần nguyên.
- Dùng trị số trên nhiệt kế khô, nhiệt kế ướt và khí áp mực trạm để tính ẩm độ
theo bảng tính của Nga
 ẩm tương đối, điểm sương, áp suất hơi nước, độ hụt bão hòa


IV. Ẩm kí
(Dùng để ghi lại sự biến thiên liên tục của độ ẩm tương đối)
1 Cấu tạo
Ẩm kí gồm 3 bộ phận chính: bộ phận cảm
biến, bộ phận truyền và biến đổi tín hiệu
cảm ứng, bộ phận ghi
- Bộ phận cảm biến: gồm một chùm tóc
người (Hình 45) đã tẩy sạch nhờn gồm 35
-40 sợi.
Hai đầu chùm tóc được giữ cố định vào
khung (Hình 45) ở phía sau thân máy;
Chùm tóc liên hệ với bộ biến đổi tín hiệu
cảm ứng nhở một móc nhỏ (Hình 45) móc
vào giữa chùm tóc.

IV. Ẩm kí
1 Cấu tạo
- Bộ phận truyền và biến đổi tín hiệu cảm
ứng: gồm tay đòn lắp vào trục ngang mang
cần cong ;
Đầu tay đòn liên kết với móc nhỏ (Hình 45c)
làm căng chùm tóc;
Đầu cần cong mang một đối trọng (Hình 45c)
Do mô men trọng lực của cần cong và
đối trọng mà cần cong luôn được giữ ở
trạng thái căng. Cần này được tựa lưng trên
một cần cong (Hình 45c) ở phía dưới.


IV. Ẩm kí
2 Nguyên tắc hoạt động
Cách bố trí các tay đòn và các cần cong 
+ Truyền và khuếch đại được tín hiệu cảm ứng của chùm tóc khi thay
đổi độ ẩm
+ Biến đổi được độ nhạy của tóc từ dạng thay đổi về dạng không thay
đổi khi độ ẩm biến thiên.
Điều đó cho phép sử dụng được giản đồ có độ chia đều nhau mặc dù độ
dãn của tóc không đồng đều khi độ ẩm thay đổi.


IV. Ẩm kí
3 Trình tự quan trắc
Ẩm kí được đặt nằm ngang ở ngăn trên của giá máy tự ghi trong lều khí
tượng nhiệt-ẩm kí.

Thay giản đồ vào sau kì quan trắc 7 giờ theo trình tự như đối với nhiệt kí.

Giá trị nhận được là độ ẩm tương đối, cần căn cứ bằng ẩm độ đo bằng ẩm
kế để hiệu chỉnh giá trị trên giản đồ.


IV. Ẩm kí
3 Các nguồn sai số
- Sự thay đổi điểm 0: thông thường là tóc bị quá căng do thao tác quá mạnh,
ngoài ra còn phụ thuộc vào độ nhạy chung và độ chính xác của thiết bị;
- Do mỡ nhờn, do độ bụi trong không khí bám vào tóc, làm giảm tính chất hút
ẩm của nó, cũng như thao tác không đúng sẽ làm giảm độ nhạy cũng như độ
chính xác;
- Do hiệu ứng của nhiệt độ đối với hệ số trễ: hệ số trễ ở nhiệt độ âm sẽ tăng lên
khi nhiệt độ giảm.


Tổng Kết
Thiết bị đo độ ẩm

Bản chất độ ẩm không khí

Nguyên lý hoạt động của thiết bị
đo độ ẩm

Phương pháp nhiệt-ẩm kế

Phương pháp biến dạng:

Ẩm kế thường

Ẩm kế tóc

Ẩm kế Asman

Ẩm kế màng hữu cơ

Ẩm ký


Cám ơn các bạn đã lắng nghe!