C.V.I. § 5.3 Het meten van relatieve vochtigheid
5
METHODEN VAN ONDERZOEK
5.3
HET METEN VAN RELATIEVE VOCHTIGHEID
Auteur: T. van Daal 1987
Bij de conversie naar een elektronisch beschikbaar document zijn er kleine tekstuele en inhoudelijke wijzigingen aangebracht. (RedCom). September 2005
blad 1 van 7
C.V.I. § 5.3 Het meten van relatieve vochtigheid
INHOUDSOPGAVE 1
DEFINITIE.....................................................................................................................3
2 METEN ..........................................................................................................................3 2.1 De psychrometer .........................................................................................................3 2.2 Foutenbronnen en aandachts- c.q. actiepunten ...........................................................5 2.3 Instructie voor de meting ............................................................................................6 3
CONTROLEREN EN IJKEN VAN DE PSYCHROMETER .......................................6
4
CONTINU METEN .......................................................................................................7
5
REFERENTIE ................................................................................................................7
blad 2 van 7
C.V.I. § 5.3 Het meten van relatieve vochtigheid
1
DEFINITIE Relatieve vochtigheid (RV = φ (%)) is de verhouding tussen de in de vochtige luchtaanwezige waterdampspanning (Pw ) en de bij de heersende temperatuur (T) maximaal mogelijke waterdampspanning (Pwa).
2
METEN De luchtvochtigheid kan op diverse manieren gemeten worden. Al naar gelang het fysische proces dat ten grondslag ligt aan de meetmethode worden de volgende methoden onderscheiden: • de verdampingsmethode • de verzadigingsmethode • de absorptiemethode • de hygroscopische methode • de spectrale methode • overige methoden (aan de hand van warmtegeleiding, dampdrukverschil of de diffusiehygrometer). Tot iedere methode kunnen één of meer meetprincipes gerekend worden. Deze principes bepalen de bruikbaarheid van de luchtvochtigheidsmeters voor praktische toepassing. Hierbij is de bereikbare meetnauwkeurigheid sterk afhankelijk van het meetprincipe en dus mede bepalend voor de toepassing. Voor de vleeswarenindustrie is de verdampingsmethode de meest aangewezen en ook gebruikelijke techniek. Een meetapparaat dat op de verdampingsmethode berust is de psychrometer, die veelvuldig wordt toegepast in de vleeswarenindustrie om de relatieve vochtigheid te bepalen.
2.1
De psychrometer De psychrometermethode berust op de meting van de temperatuur met de droge- en nattebol thermometer. In figuur 1 wordt het meetprincipe schematisch weergegeven.
blad 3 van 7
C.V.I. § 5.3 Het meten van relatieve vochtigheid
Een vrij wateroppervlak ondergaat bij een bepaalde luchtbeweging ten gevolge van verdamping een temperatuurverlaging die onder andere afhankelijk is van de luchtvochtigheid. Bij de psychrometer wordt hiervan gebruik gemaakt door van twee thermometers één te omwikkelen met een katoenen kous, waarvan het eind in een waterreservoir is gedompeld (Figuur 1). Met beide thermometers wordt de temperatuur gemeten van de vochtige lucht en het verschil (∆T) tussen de beide gemeten temperaturen wordt bepaald. Met behulp van tabellen (bijvoorbeeld Hoofdstuk 5.2, Tabel 7) of diagrammen kan de relatieve vochtigheid van de lucht bij die temperatuur bepaald worden. In Figuur 2 wordt de kleinste bereikbare meetfout weergegeven en in Figuur 3 het hierbij behorende meetgebied en de theoretische meetonnauwkeurigheid.
blad 4 van 7
C.V.I. § 5.3 Het meten van relatieve vochtigheid
2.2
Foutenbronnen en aandachts- c.q. actiepunten
Onderstaand worden oorzaken aangegeven die de betrouwbaarheid van de meting nadelig kunnen beïnvloeden. Daarnaast wordt aangegeven waaraan de omstandigheden moeten voldoen om de fout niet te doen optreden. Foutenbron - Vervuiling van het kousje oorzaak: water uit reservoir en omgevende lucht. - Luchtsnelheid (v)
- Waterstroom over natte bol - De lengte van de kous
- Warmtestraling
blad 5 van 7
aandachts- c.q. actiepunten - Gebruik gedistilleerd of gedemineraliseerd water in het reservoir; vervang minimaal één maal per week het kousje, afhankelijk van de vervuilingsgraad. - De waarde van v moet toenemen bij stijgende diameter van de natte bol. Voor kwikthermometers dient v > 2 m/s te bedragen. Pas eventueel kunstgrepen toe om deze snelheid te bereiken. - De waterstroom moet zo groot zijn dat ook bij sterke verdamping de natte bol geheel bevochtigd blijft. - De vochtige kous moet zo lang zijn dat het aangevoerde water de temperatuur van de natte bol-thermometer heeft aangenomen wanneer het de thermometer bereikt. - De aanwijzing van de thermometers kan door straling
C.V.I. § 5.3 Het meten van relatieve vochtigheid
- De kwikthermometers
-
- De traagheid van de aanwijzing
-
- De plaats van de voelers in de ruimte
-
- De methode van herleiden
-
2.3
beïnvloed worden. Zij moeten daarom tegen warmtestraling (zon, lampen, menselijk lichaam) beschermd worden. Deze moeten geijkt zijn en een schaalverdeling bezitten van 0,1 of 0,2 K. De onderlinge gelijkheid van beide thermometers moet de grootste aandacht krijgen; de invloed van T-Tn op de hieruit afgeleide waarde van φ is erg groot. (§ 5.2, Tabel 7) De traagheid van de aanwijzing wordt bepaald door: ●de dikte van de kous ●de grootte van het kwikreservoir van de gebruikte thermometers. Voor kwikthermometers bedraagt de responsietijd circa 60 s. De plaats waar de meting uitgevoerd wordt is zeer belangrijk en moet zorgvuldig gekozen worden. Attentie voor stralingsbronnen! Gebruik altijd dezelfde herleidingsmethode.
Instructie voor de meting
- Maak het instrument voor de meting gereed. - Controleer op: • vervuiling van het kousje en • gelijkheid van beide thermometers onder dezelfde omstandigheden (afwijking <- 0,1 K). - Schuif het kousje op de daarvoor bestemde thermometer. - Vul het waterreservoir met gedestilleerd of gedemineraliseerd water van ongeveer de te verwachten temperatuur, tot iets onder de rand. - Breng de thermometer met het kousje in het waterreservoir en houdt deze circa 3 minuten in deze stand. - Laat het apparaat acclimatiseren in de te meten omgeving. - Hang de meter vrij op in de ruimte. - Wind het uurwerk van de ventilator geheel op en zorg ervoor dat dit voldoende opgewonden blijft tijdens de metingen. - Lees na circa 5 minuten (de beide kwikniveaus veranderen niet meer) de beide tempera turen af op 0,2 K nauwkeurig. Voorkom hierbij beïnvloeding door warmte-uitstraling van lichaam en adem! - Herhaal de meting eenmaal ter controle. - Bevochtig na 3 à 4 minuten het kousje nogmaals op de beschreven wijze gedurende 1 minuut. - Verwijder na de metingen het water en het kousje. - Sluit het apparaat af en leg het op een veilige plaats. - Bepaal aan de hand van de verkregen resultaten de relatieve vochtigheid in %, bijvoorbeeld met de tabel (§5.2, Tabel 7). 3
CONTROLEREN EN IJKEN VAN DE PSYCHROMETER
- Controleer bij normaal gebruik 1 x per maand de thermometers tegenover een geijkte referentiemeter. - IJk de psychrometer één maal per 2 jaar of laat deze ijken indien het instrument in deze periode normaal gebruikt is.
blad 6 van 7
C.V.I. § 5.3 Het meten van relatieve vochtigheid
De voor een psychrometer aanbevolen ijkmethoden zijn: • de methode met een verzadigde zoutoplossing • de methode met water-zwavelzuurmengsel • de twee-temperaturen-methode • de vochtabsorptiemethode met chemicaliën.
4
CONTINU METEN
Bij continue metingen wordt ook het psychrometer-principe toegepast, waarbij de Pt 100voeler als temperatuuropnemer wordt gebruikt. De voor de meting belangrijkste aandachtspunten zijn: − De plaats van de voeler in de ruimte. De voeler dient op een zodanige plaats gemonteerd te worden dat de juiste procesomstandigheden worden weergegeven en dat stralingsbronnen de meting niet kunnen beïnvloeden. − Het bevochtigen van de kous. Er dient op te worden gelet dat het kousje voldoende bevochtigd blijft. − De luchtsnelheid over de voelers. Deze moet minimaal 2 m/s bedragen. − De vervuiling van het kousje. Bij continue metingen kan de vervuiling aanzienlijk sneller optreden. Het is aan te bevelen iedere dag het kousje te vervangen indien de vervuilingsomstandigheden dit noodzakelijk maken. − Het controleren en ijken van de voelers. De voelers dienen bij normaal gebruik 1 x per week gecontroleerd te worden ten opzichte van een (geijkte) referentiethermometer. De onderlinge gelijkheid van beide voelers is buitengewoon belangrijk voor een exacte meting; de invloed van T-Tn op de hieruit afgeleide waarde van φ is erg groot (zie Hoofdstuk 5.2, Tabel 7). De maximaal toelaatbare afwijking tussen de referentiethermometer en de voelers is afhankelijk van het meetgebied. Als de voelers onderling gelijk zijn, zal de invloed van de afwijking op de in de psychrometertabel (H 5.2, tabel 7) gegeven waarden bij lagere relatieve vochtigheden en lagere temperaturen groter zijn dan bij hogere relatieve vochtigheden en hogere temperaturen. Indien de afwijking te groot is dan dient de voeler ter ijking aan de fabrikant (leverancier) te worden aangeboden. 5
REFERENTIE
Het meten van luchtvochtigheid. Gemeenschappelijke publicatie van de Nederlandse Vereniging voor Koeltechniek en de Nederlandse Technische Vereniging voor Verwarming en Luchtbehandeling. Uitgeverij P.C. Noordervliet B.V., Zeist 1974.
blad 7 van 7
