Fuktighetssensorer är bland de mest använda instrumenten i miljöövervakningsapplikationer. Varför? För att de ger information som är avgörande när det kommer till att skapa bekväma, säkra och energieffektiva miljöer. Fuktighetssensorer används till exempel ofta inom industrier som VVS, biomedicin, livsmedelsförädling, läkemedel, meteorologi, mikroelektronik, jordbruk och övervakning av byggnadskonstruktioner. Vi ska nu snabbt gå igenom hur moderna fuktighetssensorer har utvecklats, och ta reda på hur och varför dessa instrument är så viktiga – samt hur Vaisalas HUMICAP®-lösningar kan hjälpa dig.
Den moderna fuktighetssensorn – utveckling från Vaisala
Luftfuktighet definieras som mängden vattenånga i luften. Den vanligaste termen är ”relativ luftfuktighet” (RH): ett fuktvärde som varierar beroende på temperaturen. Mätningar av relativ luftfuktighet har en lång historia, och många olika metoder har utvecklats. En äldre metod är hygrometrar som mätte fysiska förändringar hos olika material som absorberade vattenånga, till exempel djurhår och pappersrullar. De här äldre metoderna visade sig så småningom vara inexakta, med begränsade mätområden och höga underhållskrav.
Senare har andra metoder för att beräkna relativ luftfuktighet utvecklats, varav vissa används än idag, till exempel slingpsykrometrar och hygrometrar med kyld spegel. För dessa metoder används avdunstning och kondensation för att indirekt mäta och beräkna fuktighetsnivåerna, men de är inte alltid optimala. Med tiden ökade behovet av noggranna, heltäckande mätningar av relativ luftfuktighet inom meteorologi och forskning, och därmed krävdes en mer exakt lösning som inte krävde så mycket underhåll.
När transistorn hade uppfunnits utvecklades de första elektriska fuktighetssensorerna. Med de här sensorerna mättes elektrisk resistans i material som absorberade vattenånga, vilket gjorde att resistansen förändrades i takt med absorptionen. De här sensorerna hade också vissa nackdelar, till exempel bristande stabilitet och noggrannhet och svårigheter att reagera på minskade fuktighetsnivåer, så kallad hysteres.
För att åtgärda detta och öka tillförlitligheten inom väderobservationstekniken utvecklade Vaisala världens första tunnfilmspolymerbaserade kapacitiva luftfuktighetssensor 1973.
Så här fungerar luftfuktighetssensorerna
En modern kapacitiv luftfuktighetssensor består av en polymer som reagerar med vattenångan i luften samt två elektroder, en på varje sida av polymeren. När luftfuktigheten förändras absorberar och frigör polymeren vattenånga, vilket förändrar sensorns elektriska kapacitans. Kapacitansförändringarna registreras med de två elektroderna och skickas till en enhet som tolkar avläsningen och skickar informationen vidare. Den här sensortypen har visat sig fungera mycket förutsägbart och tillförlitligt över lång tid.
Luftfuktighetsövervakning med HUMICAP®-sensorn
Vaisalas luftfuktighetssensor, som fick namnet HUMICAP, kunde användas för att mäta relativ luftfuktighet inom hela intervallet med hög stabilitet och snabba svarstider. Tack vare den här tekniken kunde väderballonger reagera på snabbt förändrade atmosfäriska förhållanden, vilket gav bättre kunskap om väder över hela världen och gjorde det möjligt att ta fram bättre meteorologiska prognoser.
Genom åren har Vaisalas HUMICAP-sensorer fått många fler användningsområden inom industrin, life science och andra tillämpningar där luftfuktighetsmätningar har bidragit till ökad kvalitet och komfort. Med moderna fuktmätare som kombineras med högkvalitativa temperatursensorer går det att beräkna en mängd användbara fuktighetsbaserade variabler, som daggpunkt, entalpi, absolut luftfuktighet och ppm (delar per miljon).
Om Vaisala HUMICAP-sensorer kombineras med en transmitter eller mätare kan mätdata vidarebefordras till de personer och system som behöver dem för att fatta viktiga beslut. Noggrann luftfuktighetsmätning används inom en mängd olika miljöer, i allt från handhållna fuktighetsmätare till industriella prober och transmittrar, för att förbättra miljöförhållandena eller processer.
De moderna polymerbaserade kapacitiva fuktighetssensorerna har blivit standard i övervakningsenheter världen över, och Vaisala HUMICAP-sensorerna representerar prestandanormen för den här tekniken. Det finns många imitationer och anpassade produkter på marknaden, men HUMICAP-tekniken utvecklas och förbättras kontinuerligt och levererar mätdata av absolut högsta kvalitet.
Olika typer av fuktmätningsinstrument
HUMICAP-tekniken har anpassats för användning i en mängd olika instrument. Det vanligaste användningsområdet idag är inomhussensorer for VVS-tillämpningar, även om sensorerna först användes i väderballonger. Sensorerna kan monteras på väggen, i kanaler och i kylskåp. Det är också vanligt att sensorerna används utomhus, till exempel i väderstationer och på flygplan för att upptäcka isbildning.
Specialiserade sensorer har också utvecklats för att användas i mycket krävande miljöer, som ugnar, miljötestkammare och högtrycksledningar. Vissa fuktighetssensorer har också anpassats för att mäta mängden upplöst vatten i oljor, vilket hjälper till att skydda energiinfrastrukturen.
Genom ytterligare anpassningar har vi också kunnat utveckla daggpunktsmätinstrument för miljöer med låg fuktighet för pneumatisk utrustning och andningsluft. Vaisala DRYCAP®-sensorn bygger på HUMICAP-tekniken och möjliggör mätningar under extremt torra förhållanden.
Fuktmätningar och fuktfaktorer blir allt viktigare inom i stort sett alla delar av den globala ekonomin, och Vaisalas HUMICAP-fuktsensorer ger de högkvalitativa, tillförlitliga och exakta data som behövs för att vi ska kunna förbättra processer och fatta mer välgrundade beslut.
Om du vill ha mer information kan du ladda ned Vaisalas e-guide för fuktighetsmätning eller kontakta oss.
Justin har arbetat med elektrokemiska och industriella mätningsteknologier sedan 2003, med fokus på att säkerställa produktkvalitet, mätningnoggrannhet och miljösäkerhet. Hans erfarenhet omfattar applikationsstöd för ledande sensorföretag, miljökonsultation, beredskapsplanering och insatser för US EPA samt en examen i miljöteknik.