Senzori vlažnosti i automatska regulacija velike relativne vlažnosti vazduha u prostoriji
FTN, Novi Sad
Odsek: Energetika, elektronika i telekomunikacije
Smer: Mikroračunarska elektronika
Predmet: Mehatronika
PROJEKAT
Senzori vlažnosti i automatska regulacija
velike relativne vlažnosti vazduha u
prostoriji
Student: Momčilo Krunić
Novi Sad
Oktobar 2008
SADRŽAJ
...................................................................................................
..................................................................................................
............................................................................................
4.2 Senzori električne provodljivosti
......................................................................
4.3 Senzori termičke provodljivosti
........................................................................
..........................................................................................
....................................................................................
5. Primena senzora vlažnosti u regulaciji
..................................................
velike relativne vlažnosti prostorije
.....................................................................
2

vodene pare. U procesima koji se tiču vlaženja i sušenja
materijala ili kondicioniranja prostorija, ova njegova
karakteristika je bitna, pa takav vazduh nazivamo
vlažnim
, za razliku od
suvog
vazduha koji ne sadrži
vodenu paru. Navedena terminologija ističe činjenicu da
se u pomenutim procesima sastav vazduha menja samo
zbog promenljive količine vodene pare u njemu, dok
ostale komponente zadržavaju konstantan međusobni
odnos. Stoga i doslovce možemo smatrati da se u ovom
smislu vlažan vazduh sastoji iz samo dve komponente:
vodene pare i suvog vazduha.
Količina vodene pare koju vlažan vazduh sadrži,
izražava se kao tzv.
apsolutna vlažnost
, tj. kao masa
vodene pare koja dolazi na jedan kilogram suvog
vazduha, dakle kao maseni odnos vodene pare i suvog
vazduha. Pomenuti način izražavanja, iako na prvi pogled
neuobičajen, ima praktičnu vrednost koja ga opravdava.
Naime, pri procesima kondicioniranja (podešavanja
temperature i vlažnosti) vazduha, na primer, u nekoj hali
gde radnici obavljaju određene radne operacije, količina
suvog vazduha je nepromenljiva veličina određena
biološkim zahtevima, dok su količina vlage u njemu i
temperatura faktori komfora i mogu se menjati u
određenim granicama. Stoga se i proračun svodi na
količinu suvog vazduha, kao ključni podatak. Vlaga je
bitan faktor u radu određene opreme (visoko naponski
uređaji, fini mehanizmi, elektrostatički senzitivne
komponente, itd.). Količina vodene pare koju može u sebe
da primi 1 kg suvog vazduha nije neograničena. Ako suv
vazduh dovedemo u kontakt sa slobodnom površinom
4
vode, ona će isparavati u njega, sve dok parcijalni pritisak
pare nad vodom ne dostigne njen napon. Napon pare, tj.
parcijalni pritisak pare koja se nalazi u termodinamičkoj
ravnoteži s tečnom vodom je rastuća, eksponencijalna
funkcija temperature sistema, što znači da i apsolutna
vlažnost zasićenog vazduha raste s temperaturom na
sličan način. Vazduh u kojem je parcijalni pritisak pare
jednak naponu pare sadrži maksimalnu količinu pare pri
datoj temperaturi i naziva se
zasićenim
, za razliku od
nezasićenog
vazduha, u kojem je parcijalni pritisak pare
niži od napona pare. Treba reći da je pod određenim
uslovima moguće da vazduh sadrži i više pare nego što
odgovara vlažnosti u stanju zasićenja i tada vazduh
nazivamo
prezasićenim
. Takva stanja su, međutim,
metastabilna, pa mali poremećaj u sistemu dovodi do
nagle kondenzacije viška vodene pare i pojavljuje se kao
magla ili rosa, a vazduh se vraća u stabilno stanje
zasićenja.
Podatak o apsolutnoj vlažnosti nekog vazduha
jednostavno izražava količinu pare u njemu, ali ostaje
nepoznato u kojoj meri je takav vazduh zasićen. Naime,
pri istoj brojnoj vrednosti apsolutne vlažnosti, vazduh
može biti nezasićen, zasićen ili prezasićen, što zavisi od
njegove temperature. Dakle, podatak o apsolutnoj
vlažnosti nam ne saopštava ono što je značajno sa
tehničkog aspekta: da li takav vazduh uopšte može da
primi u sebe vodenu paru i koliko nje, ako ga upotrebimo
za sušenje nekog vlažnog materijala. Da bi se prevazišla
ovakva nedoumica, uveden je još jedan način izražavanja
5

Relativna vlažnost:
Relativna vlažnost vazduha, pri
određenoj temperature, se definiše kao odnos njegove
apsolutne vlažnosti i apsolutne vlažnosti zasićenog
vazduha pri istoj temperaturi,
RH=
;
Temperatura rošenja:
Temperatura pri kojoj će pritisak
prisutne vodene pare biti maksimalan. Pri toj temperaturi
relativna vlažnost će biti 100%. Drugim rečima, to je
temperatura koju vazduh mora dostići da bi mogao da
sadrži maksimalnu količinu vlažnosti, jer pri toj
temperaturi u procesu hlađenja vazduh postaje zasićen.
4. Senzori vlažnosti
4.1 Kapacitivni senzori
Kondenzator sa vazdušnim zazorom kao dielektrikom
može poslužiti kao senzor relativne vlažnosti, zato što
vlaga u atmosferi menja električnu permitivnost prema
jednačini,
,
gde je T absolutna temperatura izražena u kelvinima, P je
pritisak vlage u vazduhu, Ps je pritisak vlage u vazduhu
pri saturaciji i temperaturi T, H je relativna vlažnost u
procentima. Prethodna jednačina pokazuje da je
dielektrična konstanta vlažnog vazduha, a samim tim i
7
Ovaj materijal je namenjen za učenje i pripremu, ne za predaju.
Slični dokumenti