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Die Bedeutung von Feuchtesensoren

Messwertgeber Indigo 200 mit Sonde HMP9 in Industrieumgebungen
Justin Walsh_Vaisala
Justin Walsh
Business Development Engineer
Published: Apr 3, 2020
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Feuchtesensoren gehören zu den am häufigsten verwendeten Messgeräten für Umgebungsüberwachungsanwendungen. Warum? Weil sie eines der wichtigsten Messgeräte sind, um eine komfortable, sichere und energieeffiziente Umgebung zu schaffen. Beispielsweise werden Feuchtesensoren vor allem in Industrien wie HLK, Biomedizin, Lebensmittelverarbeitung, Pharmazie, Meteorologie, Mikroelektronik, Landwirtschaft und strukturelle Gesundheitsüberwachung eingesetzt. Betrachten wir kurz die Entwicklung des modernen Feuchtesensors, mit einem Fokus darauf, wie und warum Messgeräte so wichtig sind – und wie Vaisala HUMICAP® Lösungen Ihnen helfen können. 

Der moderne Feuchtesensor – Evolution von Vaisala

Feuchte ist definiert als die Menge an Wasserdampf in der Luft. In den meisten Fällen wird der Begriff „relative Feuchte“ (rF) verwendet, da diese Menge relativ zur Temperatur ist. Im Laufe der Entwicklung der Messung der relativen Feuchte gab es zahlreiche Ansätze für diese Aufgabe. Frühe Hygrometer haben physikalische Veränderungen verschiedener Materialien, die Wasserdampf absorbieren, gemessen, darunter Tierhaare und Papierspulen. Diese Methoden erwiesen sich als ungenau, mit begrenztem Messbereich und hohem Wartungsaufwand. 

Es wurden andere Methoden zur Berechnung der relativen Feuchte entwickelt, von denen einige noch heute eingesetzt werden, wie das Schleuderpsychrometer und das Tauspiegelhygrometer. Diese Methoden nutzen Verdampfung und Kondensation, um die Feuchtewerte indirekt zu messen und zu berechnen, sie sind jedoch nicht immer ideal. Da die Nachfrage nach genaueren und umfassenderen Messungen der relativen Feuchte in Wetter- und Forschungsanwendungen zunahm, wurde eine genauere und wartungsarme Lösung benötigt.   

Nach der Erfindung des Transistors wurden dann die ersten elektrischen Feuchtesensoren entwickelt. Diese Sensoren basierten auf der Messung des elektrischen Widerstands, bei dem ein Material Wasserdampf absorbiert und sich sein Widerstand entsprechend ändert. Diese Sensoren hatten auch ihre Nachteile, wie schlechte Stabilität, begrenzte Genauigkeit und Schwierigkeit, auf abnehmende Feuchtewerte zu reagieren, was auch als Hysterese bekannt ist.

Um diese Mängel zu beheben und die Wetterbeobachtungstechnologie zuverlässiger zu gestalten, entwickelte Vaisala 1973 den weltweit ersten kapazitiven Feuchtesensor auf Dünnfilm-Polymerbasis.

So funktionieren Feuchtesensoren

Der moderne kapazitive Feuchtesensor besteht aus einem Polymer, das mit dem Wasserdampf in der Luft reagiert, sowie zwei Elektroden, eine auf jeder Seite des Polymers. Wenn sich die Feuchte der Luft ändert, absorbiert und setzt das Polymer Wasserdampf frei, wodurch sich die elektrische Kapazität des Sensors ändert. Die Änderungen der Kapazität werden mit den beiden Elektroden gemessen und an ein Gerät übermittelt, das den Messwert interpretiert und überträgt. Dieser Sensortyp hat sich auf lange Sicht als sehr vorhersehbar und zuverlässig erwiesen.

Feuchteüberwachung mit dem HUMICAP® Sensor

Der als HUMICAP bekannte Vaisala Feuchtesensor kann den gesamten relativen Feuchtebereich mit hoher Stabilität und schneller Ansprechzeit messen. Diese Technologie ermöglicht es Wetterballons, auf sich schnell ändernde atmosphärische Bedingungen zu reagieren, was einen besseren Einblick in das Wetter der Welt gibt und unsere Fähigkeit verbessert, meteorologische Vorhersagen zu treffen. 

Im Laufe der Jahre kamen Vaisala HUMICAP Feuchtesensoren in Industrie, Biowissenschaft und anderen Anwendungen, in denen die Feuchtemessung Qualität und Komfort verbessert hat, verstärkt zum Einsatz. In Kombination mit einem hochwertigen Temperatursensor können moderne Feuchtemessgeräte eine Reihe nützlicher feuchtebasierender Variablen wie Taupunkt, Enthalpie, absolute Feuchte und Teile pro Million (ppm) berechnen.

Kombiniert mit einem Messwertgeber oder Messgerät können die Vaisala HUMICAP Feuchtesensoren ihre Messdaten an die Personen und Systeme weiterleiten, die sie benötigen, um wichtige Entscheidungen zu treffen. Von tragbaren Feuchtemessgeräten bis hin zu Sonden und Messwertgebern in Industriequalität: Es gibt nur wenige Umgebungen, in denen noch keine genaue Feuchtemessung zur Verbesserung der Bedingungen oder eines Prozesses genutzt wird. 

Die modernen kapazitiven Feuchtesensoren auf Polymerbasis haben sich weltweit zum Standard für Überwachungsgeräte entwickelt, und die Vaisala HUMICAP Sensoren haben den Leistungsmaßstab für diese Technologie gesetzt. Obwohl auf dem Markt viele Imitationen und Adaptionen erhältlich sind, wird die HUMICAP Technologie weiterentwickelt und verbessert und bietet Messdaten von höchster Qualität. 
 

Verschiedene Arten von Feuchtemessgeräten

Die HUMICAP Technologie wurde an eine Vielzahl von Messgeräten angepasst. Heutzutage sind Innensensoren für HLK-Anwendungen am gebräuchlichsten, obwohl sie ursprünglich für die Verwendung in Wetterballons eingesetzt wurden. Diese Sensoren können an der Wand, in Rohrleitungen und in Kühlschränken montiert werden. Außensensoren sind ebenfalls sehr verbreitet, da sie in Wetterstationen und in Flugzeugen zur Erkennung von Vereisungsbedingungen genutzt werden. 

Spezielle Sensoren wurden auch dazu entwickelt, um in äußerst herausfordernden Umgebungen wie Öfen, Umwelttestkammern und Hochdruckleitungen eingesetzt zu werden. Verschiedene Feuchtesensoren wurden ebenfalls angepasst, um das in Ölen gelöste Wasser zu messen, was zum Schutz unserer Energieinfrastruktur beiträgt. 

Weitere Anpassungen haben die Entwicklung von Taupunktmessgeräten mit niedriger Feuchte für Pneumatik und Atemluft ermöglicht. Der Vaisala DRYCAP® Sensor baut auf der HUMICAP Technologie auf, um Messungen für sehr trockene Anwendungen bereitzustellen.

Letztendlich gibt es nur wenige Bereiche der Weltwirtschaft, in denen Feuchte nicht gemessen oder berücksichtigt wird. Die Vaisala HUMICAP Feuchtesensormesstechnik bietet hochwertige, zuverlässige und genaue Daten, auf die Sie sich verlassen können, damit Sie Prozesse verbessern und fundierte Entscheidungen treffen können.

Laden Sie den Vaisala Feuchteleitfaden herunter oder kontaktieren Sie uns, um weitere Informationen zu erhalten.

 

 

 


 

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