Humidity Academy Theory 8 - Specchio raffreddato e tecnologia dell'ossido di alluminio

Tecnologia dello specchio refrigerato

Come funziona

Un igrometro a specchio raffreddato o a condensazione è una tecnologia utilizzata per misurare direttamente il punto di rugiada o di gelo di un gas. Se la temperatura di uno specchio viene abbassata esattamente al valore che fa apparire la rugiada sulla superficie, il valore della temperatura dello specchio è chiamato punto di rugiada. Usando l'esempio precedente, il punto di rugiada corrispondente a una condizione di 50 %rh e 25 °C può essere trovato come segue:
P_s a 25°C = 3,17 kPa
p = 0,5 x 3,17 kPa = 1,585 kPa, corrispondente al 50 %rh

Se c'è equilibrio tra la rugiada sullo specchio e l'ambiente, ne consegue che ps alla temperatura dello specchio raffreddato deve essere uguale alla pressione del vapore p. Sulla base di una semplice interpolazione dei valori delle tabelle di saturazione del vapore, troviamo che un valore di ps di 1,585 kPa corrisponde ad una temperatura di 13,8°C. Questa temperatura è il punto di rugiada. L'esempio precedente mostra che la conversione dell'umidità relativa in punto di rugiada e viceversa richiede l'uso di un termometro e delle tabelle del vapore di saturazione. Quando lo specchio è pulito e asciutto, l'intensità della luce riflessa è al massimo.

La superficie dello specchio si raffredda gradualmente fino a quando si verifica la condensazione e si forma acqua o brina sullo specchio. Quando si forma l'acqua o la brina, il segnale luminoso cambia e il cambiamento viene notato dal ricevitore di luce. Quando il segnale luminoso cambia, la temperatura precisa dello specchio viene registrata come temperatura del punto di rugiada o di gelo.

Se la condensa è nota per essere in forma liquida, anche per temperature sotto lo zero, la temperatura misurata viene presa come punto di rugiada. Se la condensa è nota per essere ghiaccio o brina, la temperatura misurata viene presa come punto di gelo.

Pro:

Cons:

Tecnologia dell'ossido di alluminio

Come funziona

Un sensore all'ossido di alluminio è un tipo di condensatore formato depositando uno strato di ossido di alluminio poroso su un substrato conduttivo e poi rivestendo l'ossido con una sottile pellicola d'oro.

La capacità misurata tra il nucleo di alluminio del sensore e la pellicola d'oro fluttua al variare del contenuto di vapore acqueo nell'aria. Il numero di molecole d'acqua assorbite determina l'impedenza elettrica del condensatore, che è proporzionale alla pressione del vapore acqueo.

Quando il sensore è esposto all'umidità, il vapore acqueo viene rapidamente trasportato attraverso lo strato dell'elettrodo esposto (positivo) dove le molecole d'acqua polari formano deboli legami idrogeno sulle superfici di ossido. L'assorbimento causa cambiamenti nella costante dielettrica e nella resistività degli strati di ossido.

La misura della conduttanza del sensore è una misura del carico di umidità sul dielettrico dell'ossido di alluminio ed è proporzionale alla concentrazione di umidità nel gas campione.

I sensori all'ossido di alluminio sono buoni per condizioni molto asciutte e pulite dove non è richiesta una misurazione rapida.

Pros:

Consigli:

Tip: I sensori all'ossido di alluminio misurano la quantità assoluta di vapore acqueo nel gas. I sensori capacitivi misurano l'umidità relativa nel gas (la percentuale di vapore acqueo presente in proporzione alla quantità massima di vapore acqueo possibile ad una data temperatura).

Impara di più sull'umidità nel seguente video: "La misura dell'umidità relativa spiegata"

Vedi i post precedenti del blog:

Teoria dell'Accademia dell'Umidità 1 - Cos'è l'umidità?
Teoria dell'Accademia dell'Umidità 2 - Umidità relativa, pressione e temperatura
Teoria dell'Accademia dell'Umidità 3 - Umidità e pressione del vapore
Teoria dell'Accademia dell'Umidità 4 - Definizioni di umidità: Concentrazione di vapore
Teoria dell'Accademia dell'Umidità 5 - un parametro importante da misurare e monitorare in varie applicazioni
Teoria dell'Accademia dell'Umidità 6 - Il sensore capacitivo
Teoria dell'Accademia dell'Umidità 7 – Bulbo umido/secco e misurazione dell'ossigeno
Teoria dell'Accademia dell'Umidità 9 - Scegliere la giusta tecnologia di misurazione dell'umidità