Sửa đổi Ẩm kế
Chú ý: Bạn chưa đăng nhập và địa chỉ IP của bạn sẽ hiển thị công khai khi lưu các sửa đổi.
Bạn có thể tham gia như người biên soạn chuyên nghiệp và lâu dài ở Bách khoa Toàn thư Việt Nam, bằng cách đăng ký và đăng nhập - IP của bạn sẽ không bị công khai và có thêm nhiều lợi ích khác.
Các sửa đổi có thể được lùi lại. Xin hãy kiểm tra phần so sánh bên dưới để xác nhận lại những gì bạn muốn làm, sau đó lưu thay đổi ở dưới để hoàn tất việc lùi lại sửa đổi.
| Bản hiện tại | Nội dung bạn nhập | ||
| Dòng 56: | Dòng 56: | ||
Nguyên lý hoạt động cơ bản của ẩm kế là sử dụng một gương kim loại bằng [[đồng]] phủ kim loại [[rhođi|rhodi]] hoặc [[vàng]] có nhiệt độ bề mặt được điều chỉnh chính xác nhờ một thiết bị làm lạnh nhiệt điện (''thermo-electric cooler'' - TEC) hoặc [[Bơm nhiệt điện|bơm nhiệt Peltier]]. Tia sáng mạnh chiếu từ nguồn sáng ([[LED|đèn LED]]) đập tới gương [[phản xạ]] chiếu tới đầu thu là một tế bào [[quang dẫn]] (''photo-transistor''). Mẫu khí cần đo độ ẩm được dẫn qua bề mặt gương và bề mặt gương được làm lạnh dần cho đến khi xuất hiện sự ngưng tụ. Khi lớp sương xuất hiện, ánh sáng bị [[tán xạ]] tới đầu thu quang, giảm lượng sáng đo được bởi đầu thu. Do vậy, đầu thu quang dẫn sẽ kích thích bộ điều khiển phát tín hiệu để bơm nhiệt bên dưới gương hoạt động và làm nóng gương. Gương bị nung nóng, lớp sương biến mất và chấm dứt hiện tượng tán xạ ánh sáng, chu kỳ làm lạnh mới lại bắt đầu.<ref name="Wiederhold 1997 28">{{harvnb | Wiederhold | 1997 | p=28}}</ref> Chu kỳ tiếp tục cho đến khi tạo thành trạng thái cân bằng giữa hơi nước và lớp ngưng tụ, khi đó lớp ngưng tụ có độ dày xác định. Để đo nhiệt độ gương, sử dụng cảm biến đo nhiệt độ kiểu điện trở hoặc cặp nhiệt ngẫu.<ref name="HMC 2007 161">{{harvnb | Hoàng Minh Công | 2007 | p=161}}</ref> Ẩm kế ngưng tụ có hệ thống [[ghép quang]] (''optocoupler'') bên trên gồm đèn LED và đầu thu quang dẫn dùng để bù trôi. Hệ thống ghép quang dưới mặt gương dùng để đo độ phản xạ của gương. Cảm biến được cân bằng quang nhờ bộ chắn ánh sáng của bộ ghép quang phía trên.<ref name="Fraden 2015 518">{{harvnb| Fraden | 2015 | p=518}}</ref> Tốc độ làm lạnh bề mặt gương thông thường không được quá 1{{nbsp}}°C một phút.<ref name="TCVN 12045 2017" /> | Nguyên lý hoạt động cơ bản của ẩm kế là sử dụng một gương kim loại bằng [[đồng]] phủ kim loại [[rhođi|rhodi]] hoặc [[vàng]] có nhiệt độ bề mặt được điều chỉnh chính xác nhờ một thiết bị làm lạnh nhiệt điện (''thermo-electric cooler'' - TEC) hoặc [[Bơm nhiệt điện|bơm nhiệt Peltier]]. Tia sáng mạnh chiếu từ nguồn sáng ([[LED|đèn LED]]) đập tới gương [[phản xạ]] chiếu tới đầu thu là một tế bào [[quang dẫn]] (''photo-transistor''). Mẫu khí cần đo độ ẩm được dẫn qua bề mặt gương và bề mặt gương được làm lạnh dần cho đến khi xuất hiện sự ngưng tụ. Khi lớp sương xuất hiện, ánh sáng bị [[tán xạ]] tới đầu thu quang, giảm lượng sáng đo được bởi đầu thu. Do vậy, đầu thu quang dẫn sẽ kích thích bộ điều khiển phát tín hiệu để bơm nhiệt bên dưới gương hoạt động và làm nóng gương. Gương bị nung nóng, lớp sương biến mất và chấm dứt hiện tượng tán xạ ánh sáng, chu kỳ làm lạnh mới lại bắt đầu.<ref name="Wiederhold 1997 28">{{harvnb | Wiederhold | 1997 | p=28}}</ref> Chu kỳ tiếp tục cho đến khi tạo thành trạng thái cân bằng giữa hơi nước và lớp ngưng tụ, khi đó lớp ngưng tụ có độ dày xác định. Để đo nhiệt độ gương, sử dụng cảm biến đo nhiệt độ kiểu điện trở hoặc cặp nhiệt ngẫu.<ref name="HMC 2007 161">{{harvnb | Hoàng Minh Công | 2007 | p=161}}</ref> Ẩm kế ngưng tụ có hệ thống [[ghép quang]] (''optocoupler'') bên trên gồm đèn LED và đầu thu quang dẫn dùng để bù trôi. Hệ thống ghép quang dưới mặt gương dùng để đo độ phản xạ của gương. Cảm biến được cân bằng quang nhờ bộ chắn ánh sáng của bộ ghép quang phía trên.<ref name="Fraden 2015 518">{{harvnb| Fraden | 2015 | p=518}}</ref> Tốc độ làm lạnh bề mặt gương thông thường không được quá 1{{nbsp}}°C một phút.<ref name="TCVN 12045 2017" /> | ||
| − | Ẩm kế ngưng tụ được sử dụng phổ biến từ đầu thập kỷ 1960 do lúc đó, thiết bị bơm nhiệt điện và hệ thống đầu thu quang điện đã phát triển mạnh. Trước thập kỷ 1960, ẩm kế ngưng tụ chủ yếu được sử dụng trong các phòng thí nghiệm do việc sử dụng môi chất làm lạnh rất khó kiểm soát nhiệt độ và việc phát hiện hơi nước ngưng tụ chủ yếu bằng mắt thường.<ref name="Wiederhold 1997 27" /> Theo [[Tiêu chuẩn quốc gia (Việt Nam)|Tiêu chuẩn Quốc gia]] [[TCVN 12045:2017]] (ISO 6327:1981), có hai nhóm phương pháp làm lạnh bề mặt gương: tự động và không tự động. Phương pháp làm lạnh không tự động đòi hỏi sự chú ý liên tục từ người vận hành, như làm lạnh [[Quá trình đoạn nhiệt|đoạn nhiệt]] (khí [[Cacbon điôxít|CO<sub>2</sub>]] nén trong bình, được xả lên mặt gương, khí CO<sub>2</sub> giãn nở qua vòi phun và hạ nhiệt độ) hoặc dùng ống thổi [[Dung môi|dung môi bay hơi]] ([[etylen oxit]] – C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>O). Phương pháp dùng thiết bị tự động bao gồm phương pháp tiếp xúc gián tiếp với [[chất làm lạnh]] qua [[điện trở nhiệt]] và [[bơm nhiệt điện]] ([[Hiệu ứng nhiệt điện|hiệu ứng Peltier]]). Chất làm lạnh điện trở nhiệt bao gồm khí [[nitơ lỏng]] (có thể hạ nhiệt độ lạnh xuống đến − | + | Ẩm kế ngưng tụ được sử dụng phổ biến từ đầu thập kỷ 1960 do lúc đó, thiết bị bơm nhiệt điện và hệ thống đầu thu quang điện đã phát triển mạnh. Trước thập kỷ 1960, ẩm kế ngưng tụ chủ yếu được sử dụng trong các phòng thí nghiệm do việc sử dụng môi chất làm lạnh rất khó kiểm soát nhiệt độ và việc phát hiện hơi nước ngưng tụ chủ yếu bằng mắt thường.<ref name="Wiederhold 1997 27" /> Theo [[Tiêu chuẩn quốc gia (Việt Nam)|Tiêu chuẩn Quốc gia]] [[TCVN 12045:2017]] (ISO 6327:1981), có hai nhóm phương pháp làm lạnh bề mặt gương: tự động và không tự động. Phương pháp làm lạnh không tự động đòi hỏi sự chú ý liên tục từ người vận hành, như làm lạnh [[Quá trình đoạn nhiệt|đoạn nhiệt]] (khí [[Cacbon điôxít|CO<sub>2</sub>]] nén trong bình, được xả lên mặt gương, khí CO<sub>2</sub> giãn nở qua vòi phun và hạ nhiệt độ) hoặc dùng ống thổi [[Dung môi|dung môi bay hơi]] ([[etylen oxit]] – C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>O). Phương pháp dùng thiết bị tự động bao gồm phương pháp tiếp xúc gián tiếp với [[chất làm lạnh]] qua [[điện trở nhiệt]] và [[bơm nhiệt điện]] ([[Hiệu ứng nhiệt điện|hiệu ứng Peltier]]). Chất làm lạnh điện trở nhiệt bao gồm khí [[nitơ lỏng]] (có thể hạ nhiệt độ lạnh xuống đến −80{{nbsp}}°C) hoặc hỗn hợp cacbon đioxit rắn–[[Axeton|aceton]] (có thể hạ xuống −50{{nbsp}}°C).<ref name="TCVN 12045 2017" /> |
| − | Ưu điểm của ẩm kế ngưng tụ là phạm vi đo rộng, có độ chính xác cao và ổn định hơn các loại thiết bị đo độ ẩm khác. Ẩm kế ngưng tụ sử dụng [[Bơm nhiệt điện|giàn lạnh nhiệt điện]] (TEC) hai cấp có thể đo nhiệt độ ngưng sương xuống − | + | Ưu điểm của ẩm kế ngưng tụ là phạm vi đo rộng, có độ chính xác cao và ổn định hơn các loại thiết bị đo độ ẩm khác. Ẩm kế ngưng tụ sử dụng [[Bơm nhiệt điện|giàn lạnh nhiệt điện]] (TEC) hai cấp có thể đo nhiệt độ ngưng sương xuống −35{{nbsp}}°C; còn ở hệ thống giàn lạnh bốn hoặc năm cấp, ẩm kế ngưng tụ có thể đo điểm sương xuống đến −80{{nbsp}}°C.<ref name="Space Microelectronics 1997 34">{{chú thích sách | title=Space Microelectronics | publisher=Center for Space Microelectronics Technology, Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology | year=1997 | url=https://books.google.ca/books?id=xKhAfgHN02EC&pg=PA34 | page=34}}</ref> Những thiết bị ẩm kế dành cho phòng thí nghiệm và các ngành công nghiệp đặc biệt có thể đạt độ chính xác ±0,1{{nbsp}}°C; còn các ẩm kế ngưng tụ thông dụng có thể đạt độ chính xác ±0,2 °C.<ref name="Wiederhold 1997 27" /> Phạm vi đo của ẩm kế ngưng tụ rất rộng, từ −80{{nbsp}}°C đến 100{{nbsp}}°C, có thể mở rộng tới 180{{nbsp}}°C.<ref name="Space Microelectronics 1997 34" /><ref name="LVD 2001 352" /> Ẩm kế ngưng tụ còn có ưu điểm là có thể làm việc trong môi trường [[ăn mòn]], như đo độ ẩm trong khí nhiên liệu.<ref name="LVD 2001 352">{{harvnb |Lê Văn Doanh |Phạm Thượng Hàn| 2001|p=352}}</ref> |
Nhược điểm của ẩm kế ngưng tụ là cấu tạo phức tạp, giá thành cao hơn những thiết bị cùng loại và việc sử dụng–bảo trì thiết bị khó khăn nên ít được sử dụng đại trà trong công nghiệp, mà chủ yếu được dùng trong [[phòng thí nghiệm]] để định chuẩn. Ẩm kế ngưng tụ cần được vệ sinh và hiệu chuẩn thường xuyên bởi nhân viên kỹ thuật chuyên nghiệp, để duy trì các mức độ chính xác cao.<ref name="Wiederhold 1997 27" /> Ngoài ra, ẩm kế ngưng tụ rất dễ bị ảnh hưởng bởi tạp chất môi trường. Ngay cả trong môi trường làm việc rất sạch, vẫn có thể xuất hiện những tạp chất bẩn trên bề mặt gương, do vậy tác động đến việc ánh sáng thu nhận bởi đầu đọc và ảnh hưởng đến kết quả đo.<ref name="Wiederhold 1997 29">{{harvnb | Wiederhold | 1997 | p=29}}</ref> Với ẩm kế ngưng tụ, [[Gradien nhiệt độ|gradient nhiệt độ]] và sự [[rò nhiệt]] cũng ảnh hưởng nhiều đến độ chính xác của đầu cảm biến. Do vậy, người ta sử dụng [[mạch PACER]] (''Programmable Automatic Contaminant Error Reduction'') giúp giảm sai sót do bụi bẩn, cho phép làm lạnh–nung nóng chính xác, vì vậy không cần cắt mạch để lau gương.<ref name="LVD 2001 351">{{harvnb |Lê Văn Doanh |Phạm Thượng Hàn |2001|p=351}}</ref> | Nhược điểm của ẩm kế ngưng tụ là cấu tạo phức tạp, giá thành cao hơn những thiết bị cùng loại và việc sử dụng–bảo trì thiết bị khó khăn nên ít được sử dụng đại trà trong công nghiệp, mà chủ yếu được dùng trong [[phòng thí nghiệm]] để định chuẩn. Ẩm kế ngưng tụ cần được vệ sinh và hiệu chuẩn thường xuyên bởi nhân viên kỹ thuật chuyên nghiệp, để duy trì các mức độ chính xác cao.<ref name="Wiederhold 1997 27" /> Ngoài ra, ẩm kế ngưng tụ rất dễ bị ảnh hưởng bởi tạp chất môi trường. Ngay cả trong môi trường làm việc rất sạch, vẫn có thể xuất hiện những tạp chất bẩn trên bề mặt gương, do vậy tác động đến việc ánh sáng thu nhận bởi đầu đọc và ảnh hưởng đến kết quả đo.<ref name="Wiederhold 1997 29">{{harvnb | Wiederhold | 1997 | p=29}}</ref> Với ẩm kế ngưng tụ, [[Gradien nhiệt độ|gradient nhiệt độ]] và sự [[rò nhiệt]] cũng ảnh hưởng nhiều đến độ chính xác của đầu cảm biến. Do vậy, người ta sử dụng [[mạch PACER]] (''Programmable Automatic Contaminant Error Reduction'') giúp giảm sai sót do bụi bẩn, cho phép làm lạnh–nung nóng chính xác, vì vậy không cần cắt mạch để lau gương.<ref name="LVD 2001 351">{{harvnb |Lê Văn Doanh |Phạm Thượng Hàn |2001|p=351}}</ref> | ||
| Dòng 66: | Dòng 66: | ||
==== Ẩm kế điện trở ==== | ==== Ẩm kế điện trở ==== | ||
| − | Ẩm kế điện trở (''resistive hygrometer'' hoặc ''hygristor''<ref name="Fraden 2015 515">{{harvnb| Fraden | 2015 | p=515}}</ref>) sử dụng phần đế có kích thước nhỏ (vài mm<sup>2</sup>) được phủ chất hút ẩm và gắn hai [[điện cực]] bằng kim loại không bị ăn mòn và không bị oxy hóa. Giá trị [[điện trở]] đo được giữa hai điện cực phụ thuộc vào hàm lượng nước (tỉ số giữa khối lượng nước hấp thụ với khối lượng chất khô) và vào nhiệt độ chất hút ẩm. Hàm lượng nước phụ thuộc vào độ ẩm tương đối của khí và nhiệt độ. Cảm biến của ẩm kế điện trở có thể sử dụng ở dải đo từ 5% đến 95% RH, với sai số ±2–5%. Dải nhiệt độ hoạt động của ẩm kế điện trở từ − | + | Ẩm kế điện trở (''resistive hygrometer'' hoặc ''hygristor''<ref name="Fraden 2015 515">{{harvnb| Fraden | 2015 | p=515}}</ref>) sử dụng phần đế có kích thước nhỏ (vài mm<sup>2</sup>) được phủ chất hút ẩm và gắn hai [[điện cực]] bằng kim loại không bị ăn mòn và không bị oxy hóa. Giá trị [[điện trở]] đo được giữa hai điện cực phụ thuộc vào hàm lượng nước (tỉ số giữa khối lượng nước hấp thụ với khối lượng chất khô) và vào nhiệt độ chất hút ẩm. Hàm lượng nước phụ thuộc vào độ ẩm tương đối của khí và nhiệt độ. Cảm biến của ẩm kế điện trở có thể sử dụng ở dải đo từ 5% đến 95% RH, với sai số ±2–5%. Dải nhiệt độ hoạt động của ẩm kế điện trở từ −10{{nbsp}}°C đến 60{{nbsp}}°C, thời gian hồi đáp khoảng 10 giây.<ref name="NVH 2005 313">{{harvnb|Nguyễn Văn Hòa |2005 |p=313}}</ref> Ẩm kế điện trở ít bị ảnh hưởng ô nhiễm bởi môi trường đo do đó thường dùng trong các ngành công nghệ.<ref name="LVD 2001 343">{{harvnb|Lê Văn Doanh |Phạm Thượng Hàn |2001|p=343}}</ref> |
==== Ẩm kế tụ điện điện môi polyme ==== | ==== Ẩm kế tụ điện điện môi polyme ==== | ||
| Dòng 73: | Dòng 73: | ||
Trong đó: ''T''–Nhiệt độ tuyệt đối (°K); ''P''–Áp suất của khí ẩm (mmHg); ''P<sub>bh</sub>''–Áp suất hơi bão hòa ở nhiệt độ ''T'' (mmHg); ''H'' hoặc φ–Độ ẩm tương đối RH (%).<ref name="Fraden 2015 512">{{harvnb|Fraden |2015 |p=512}}</ref> | Trong đó: ''T''–Nhiệt độ tuyệt đối (°K); ''P''–Áp suất của khí ẩm (mmHg); ''P<sub>bh</sub>''–Áp suất hơi bão hòa ở nhiệt độ ''T'' (mmHg); ''H'' hoặc φ–Độ ẩm tương đối RH (%).<ref name="Fraden 2015 512">{{harvnb|Fraden |2015 |p=512}}</ref> | ||
| − | Ẩm kế tụ điện điện môi polyme gồm một màng [[polyme]] có độ dày 8–12μm làm bằng [[cellulose acetate butrate]] (CAB) có khả năng hấp thụ hơi nước và chất tạo dẻo làm bằng [[dimethylphthalate]]. Kích thước cảm biến màng polymer là 12× | + | Ẩm kế tụ điện điện môi polyme gồm một màng [[polyme]] có độ dày 8–12{{nbsp}}μm làm bằng [[cellulose acetate butrate]] (CAB) có khả năng hấp thụ hơi nước và chất tạo dẻo làm bằng [[dimethylphthalate]]. Kích thước cảm biến màng polymer là 12×12{{nbsp}}mm.<ref name="Fraden 2015 512" /> Lớp polyme được phủ trên điện cực thứ nhất là [[Tantan]] (Ta); sau đó phủ tiếp lên polyme một lớp [[Crom]] (Cr) (dày từ 10{{nbsp}}Å đến 100{{nbsp}}Å làm điện cực thứ hai. Lớp Crom gây nên các vết nứt làm tăng khả năng tiếp xúc của lớp này với không khí.<ref name="NVH 2005 314">{{harvnb|Nguyễn Văn Hòa |2005 |p=314}}</ref> Một thiết kế khác của ẩm kế tụ điện polyme là người ta phủ điện cực bằng kim loại [[vàng]] (dày khoảng 200{{nbsp}}Å) bằng phương pháp phủ chân không (''vacuum deposition''). Thời gian hồi đáp của tụ điện phụ thuộc vào độ dày của lớp điện môi polyme. Điện dung ''C'' của tụ điện tỉ lệ với độ ẩm tương đối ''H'' theo công thức sau: |
:<math>C_a \approx C_0 (1+ \alpha_{bh} H) </math> | :<math>C_a \approx C_0 (1+ \alpha_{bh} H) </math> | ||
Trong đó: ''C''<sub>0</sub> là điện dung ở độ ẩm tương đối ''H'' = 0.<ref name="Fraden 2015 513">{{harvnb|Fraden |2015 |p=513}}</ref> | Trong đó: ''C''<sub>0</sub> là điện dung ở độ ẩm tương đối ''H'' = 0.<ref name="Fraden 2015 513">{{harvnb|Fraden |2015 |p=513}}</ref> | ||
| − | Với cảm biến tụ điện điện môi polyme, dải đo độ ẩm từ 5% đến 100% với sai số 2%.<ref name="Fraden 2010 449">{{harvnb|Fraden |2010 |p=449}}</ref> Dải nhiệt độ hoạt động từ − | + | Với cảm biến tụ điện điện môi polyme, dải đo độ ẩm từ 5% đến 100% với sai số 2%.<ref name="Fraden 2010 449">{{harvnb|Fraden |2010 |p=449}}</ref> Dải nhiệt độ hoạt động từ −40{{nbsp}}°C đến 100{{nbsp}}°C, với sai số từ 2–3%. Thời gian hồi đáp khoảng vài giây.<ref name="NVH 2005 314" /> |
==== Ẩm kế tụ điện điện môi nhôm oxit ==== | ==== Ẩm kế tụ điện điện môi nhôm oxit ==== | ||
| − | Ẩm kế tụ điện điện môi nhôm oxit là tụ điện trong đó [[Nhôm oxit|Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]] là chất điện môi được tạo ra bằng phương pháp Anot hóa với tấm nhôm được sử dụng làm điện cực thứ nhất của tụ. Điện cực thứ hai là một màng kim loại mỏng được tạo thành trên mặt kia của lớp điện môi.<ref name="Fraden 2010 452">{{harvnb|Fraden |2010 |pp=452-453}}</ref> Chiều dày lớp Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> nhỏ hơn hoặc bằng 0,3μm. Sự thay đổi trở kháng của tụ phụ thuộc vào áp suất riêng phần của hơi nước và không phụ thuộc vào nhiệt độ. Quá trình Anot hóa được thực hiện bằng điện phân dung dịch [[Axit sulfuric|H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>]] với tấm nhôm làm cực dương (Anot). Oxy hình thành trên nhôm và oxy hóa bề mặt để tạo thành Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>. Lớp [[Nhôm oxit|oxit nhôm]] có cấu trúc xốp nên tiếp xúc tốt với không khí ẩm. Điện cực thứ hai phủ lên lớp Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> có thể dùng [[đồng]], [[vàng]], [[platin]], Niken–Crom, và nhôm.<ref name="NVH 2005 315" /> Cảm biến tụ điện nhôm oxit cho phép đo [[Điểm sương|nhiệt độ điểm sương]] T<sub>S</sub> trong phạm vi từ − | + | Ẩm kế tụ điện điện môi nhôm oxit là tụ điện trong đó [[Nhôm oxit|Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]] là chất điện môi được tạo ra bằng phương pháp Anot hóa với tấm nhôm được sử dụng làm điện cực thứ nhất của tụ. Điện cực thứ hai là một màng kim loại mỏng được tạo thành trên mặt kia của lớp điện môi.<ref name="Fraden 2010 452">{{harvnb|Fraden |2010 |pp=452-453}}</ref> Chiều dày lớp Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> nhỏ hơn hoặc bằng 0,3{{nbsp}}μm. Sự thay đổi trở kháng của tụ phụ thuộc vào áp suất riêng phần của hơi nước và không phụ thuộc vào nhiệt độ. Quá trình Anot hóa được thực hiện bằng điện phân dung dịch [[Axit sulfuric|H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>]] với tấm nhôm làm cực dương (Anot). Oxy hình thành trên nhôm và oxy hóa bề mặt để tạo thành Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>. Lớp [[Nhôm oxit|oxit nhôm]] có cấu trúc xốp nên tiếp xúc tốt với không khí ẩm. Điện cực thứ hai phủ lên lớp Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> có thể dùng [[đồng]], [[vàng]], [[platin]], Niken–Crom, và nhôm.<ref name="NVH 2005 315" /> Cảm biến tụ điện nhôm oxit cho phép đo [[Điểm sương|nhiệt độ điểm sương]] T<sub>S</sub> trong phạm vi từ −80{{nbsp}}°C đến 70{{nbsp}}°C, dải áp suất làm việc từ 0 đến 100 Pa. Thời gian hồi đáp khoảng vài giây. Cảm biến tụ điện nhôm oxit có nhược điểm không sử dụng được trong môi trường chứa chất ăn mòn như [[natri clorua]], [[lưu huỳnh]] v.v…<ref name="NVH 2005 315">{{harvnb|Nguyễn Văn Hòa |2005 |p=315}}</ref> |
=== Ẩm kế nhiệt === | === Ẩm kế nhiệt === | ||
| − | Ẩm kế nhiệt (''thermal hygrometer'') dựa trên nguyên tắc sự thay đổi của độ ẩm sẽ làm thay đổi [[độ dẫn nhiệt]] của không khí. Loại ẩm kế này chỉ đo [[độ ẩm tuyệt đối]] chứ không phải độ ẩm tương đối.<ref name="sensorsmag3">D.K. Roveti. [http://www.sensorsmag.com/sensors/humidity-moisture/choosing-a-humidity-sensor-a-review-three-technologies-840 Choosing a Humidity Sensor: A Review of Three Technologies]. Sensors Magazine (2001).</ref> Ẩm kế nhiệt sử dụng cảm biến nhiệt trở để xác định sự thay đổi độ dẫn nhiệt của khí, từ đó xác định độ ẩm tuyệt đối của khí. Ẩm kết nhiệt gồm hai [[điện trở nhiệt]] (''thermistor'') được treo bằng những sợi dây mỏng nhằm tránh thất thoát nhiệt qua sự truyền nhiệt tiếp xúc (dẫn nhiệt) với vỏ hộp thiết bị. Một trong hai điện trở nhiệt tiếp xúc với không khí bên ngoài qua một lỗ thông nhỏ; điện trở nhiệt còn lại được đặt trong buồng kín, tránh tiếp xúc với không khí. Cả hai điện trở nhiệt được nối trong một [[Cầu Wheatstone|mạch điện cầu]]. Khi có dòng điện chạy qua, hai điện trở nhiệt nóng lên, nhiệt độ lên tới | + | Ẩm kế nhiệt (''thermal hygrometer'') dựa trên nguyên tắc sự thay đổi của độ ẩm sẽ làm thay đổi [[độ dẫn nhiệt]] của không khí. Loại ẩm kế này chỉ đo [[độ ẩm tuyệt đối]] chứ không phải độ ẩm tương đối.<ref name="sensorsmag3">D.K. Roveti. [http://www.sensorsmag.com/sensors/humidity-moisture/choosing-a-humidity-sensor-a-review-three-technologies-840 Choosing a Humidity Sensor: A Review of Three Technologies]. Sensors Magazine (2001).</ref> Ẩm kế nhiệt sử dụng cảm biến nhiệt trở để xác định sự thay đổi độ dẫn nhiệt của khí, từ đó xác định độ ẩm tuyệt đối của khí. Ẩm kết nhiệt gồm hai [[điện trở nhiệt]] (''thermistor'') được treo bằng những sợi dây mỏng nhằm tránh thất thoát nhiệt qua sự truyền nhiệt tiếp xúc (dẫn nhiệt) với vỏ hộp thiết bị. Một trong hai điện trở nhiệt tiếp xúc với không khí bên ngoài qua một lỗ thông nhỏ; điện trở nhiệt còn lại được đặt trong buồng kín, tránh tiếp xúc với không khí. Cả hai điện trở nhiệt được nối trong một [[Cầu Wheatstone|mạch điện cầu]]. Khi có dòng điện chạy qua, hai điện trở nhiệt nóng lên, nhiệt độ lên tới 170{{nbsp}}°C cao hơn nhiệt độ không khí. Ban đầu, trong điều kiện khí khô, [[Cầu Wheatstone|mạch cầu Wheastone]] thiết lập giá trị tham chiếu là 0. Khi độ ẩm tuyệt đối tăng dần, giá trị điện thế ghi nhận ở cảm biến cũng tăng theo. Khi [[khối lượng riêng]] của khí bằng 150{{nbsp}}g/m<sup>3</sup>, giá trị điện thế cảm biến đạt điểm cực đại và giảm dần về bằng 0 khi trọng lượng riêng bằng 345{{nbsp}}g/m<sup>3</sup>. Đối với ẩm kế nhiệt, mẫu khí đo cần giữ tĩnh tại, tránh để luồng khí di chuyển để đạt độ chính xác. Vì luồng khí khi chuyển động đối lưu sẽ làm lạnh và gây sai số cho thiết bị đo.<ref name="Fraden 2015 516">{{harvnb| Fraden | 2015 | p=516}}</ref> |
=== Ẩm kế hấp thụ === | === Ẩm kế hấp thụ === | ||
| Dòng 93: | Dòng 93: | ||
Đối với ẩm kế điện ly sử dụng Anhyđrit Photphoric (P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>) làm chất hút ẩm, P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> khi tiếp xúc với hơi ẩm trong khí sẽ chuyển hóa thành dung dịch điện ly ([[axit phosphoric]] H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>). Dung dịch axit photphoric được điện phân liên tục và dòng điện được đo bởi cảm biến. Khi mẫu khí cần đo được thổi qua thiết bị đo với lưu lượng ổn định, dòng điện điện phân là một hàm số tuyến tính của nồng độ hơi nước.<ref name="IUPAC 2014 Electrolytic Hygrometer">{{chú thích web | title=Electrolytic Hygrometer (E01972) | website=IUPAC | date = ngày 24 tháng 2 năm 2014 | url=https://goldbook.iupac.org/terms/view/E01972 | accessdate = ngày 13 tháng 7 năm 2020 | archiveurl=https://web.archive.org/web/20190817211952/https://goldbook.iupac.org/terms/view/E01972 | archivedate = ngày 17 tháng 8 năm 2019}}</ref> | Đối với ẩm kế điện ly sử dụng Anhyđrit Photphoric (P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>) làm chất hút ẩm, P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> khi tiếp xúc với hơi ẩm trong khí sẽ chuyển hóa thành dung dịch điện ly ([[axit phosphoric]] H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>). Dung dịch axit photphoric được điện phân liên tục và dòng điện được đo bởi cảm biến. Khi mẫu khí cần đo được thổi qua thiết bị đo với lưu lượng ổn định, dòng điện điện phân là một hàm số tuyến tính của nồng độ hơi nước.<ref name="IUPAC 2014 Electrolytic Hygrometer">{{chú thích web | title=Electrolytic Hygrometer (E01972) | website=IUPAC | date = ngày 24 tháng 2 năm 2014 | url=https://goldbook.iupac.org/terms/view/E01972 | accessdate = ngày 13 tháng 7 năm 2020 | archiveurl=https://web.archive.org/web/20190817211952/https://goldbook.iupac.org/terms/view/E01972 | archivedate = ngày 17 tháng 8 năm 2019}}</ref> | ||
| − | Thời gian hồi đáp của ẩm kế điện ly LiCl tương đối lớn, cỡ hàng chục phút. Độ chính xác có thể đạt tới ±0, | + | Thời gian hồi đáp của ẩm kế điện ly LiCl tương đối lớn, cỡ hàng chục phút. Độ chính xác có thể đạt tới ±{{nbsp}}0,2{{nbsp}}°C. Phạm vi đo nhiệt độ điểm sương của các chất từ −10{{nbsp}}°C đến 60{{nbsp}}°C. Cảm biến không được dùng khi áp suất hơi nước nhỏ hơn áp suất hơi bão hòa của LiCl, nghĩa là dưới 11% RH.<ref name="LVD 2001 348" /> |
=== Ẩm kế trọng lực === | === Ẩm kế trọng lực === | ||
| Dòng 101: | Dòng 101: | ||
=== Ẩm kế quang học === | === Ẩm kế quang học === | ||
| − | Ẩm kế quang học (''optical hygrometer'') hay còn gọi là '''ẩm kế hấp thụ quang''' (''optical absorption hygrometer''<ref name="Wiederhold 1997 113">{{harvnb | Wiederhold | 1997 | p=113}}</ref>) đo sự hấp thụ ánh sáng của nước trong không khí.<ref>{{Chú thích web|url=http://glossary.ametsoc.org/wiki/Spectral_hygrometer|tựa đề=Spectral hygrometer - AMS Glossary|website=glossary.ametsoc.org|ngày truy cập=2019-01-16}}</ref> Ẩm kế hấp thụ quang hoạt động dựa trên hiện tượng hơi nước hấp thụ năng lượng bức xạ ở một dải ánh sáng hẹp, ở trường hợp các loại ẩm kế này là [[Tử ngoại|dải ánh sáng tử ngoại]].<ref name="Wiederhold 1997 113" /> Một bộ phát sáng và một bộ thu nhận ánh sáng được bố trí với một thể tích không khí giữa chúng. Đầu thu ánh sáng sẽ xác định được độ suy giảm của ánh sáng, tương ứng với độ ẩm, theo [[định luật Beer-Lambert]]. Ẩm kế quang học có thể chia thành các loại sau: [[ẩm kế Lyman-alpha]] (sử dụng [[ánh sáng Lyman-alpha]] phát ra từ [[hydro]]), [[ẩm kế krypton]] (sử dụng ánh sáng có [[bước sóng]] 123,58 nm do [[Krypton]] phát ra) và [[ẩm kế hấp thụ vi sai]] (sử dụng ánh sáng phát ra từ hai bước sóng khác nhau, một bước sóng bị hấp thụ bởi độ ẩm và bước sóng còn lại thì không bị hấp thụ). Thời gian hồi đáp của ẩm kế quang chỉ trong vòng vài [[mili giây]] (''ms''); phạm vi đo từ − | + | Ẩm kế quang học (''optical hygrometer'') hay còn gọi là '''ẩm kế hấp thụ quang''' (''optical absorption hygrometer''<ref name="Wiederhold 1997 113">{{harvnb | Wiederhold | 1997 | p=113}}</ref>) đo sự hấp thụ ánh sáng của nước trong không khí.<ref>{{Chú thích web|url=http://glossary.ametsoc.org/wiki/Spectral_hygrometer|tựa đề=Spectral hygrometer - AMS Glossary|website=glossary.ametsoc.org|ngày truy cập=2019-01-16}}</ref> Ẩm kế hấp thụ quang hoạt động dựa trên hiện tượng hơi nước hấp thụ năng lượng bức xạ ở một dải ánh sáng hẹp, ở trường hợp các loại ẩm kế này là [[Tử ngoại|dải ánh sáng tử ngoại]].<ref name="Wiederhold 1997 113" /> Một bộ phát sáng và một bộ thu nhận ánh sáng được bố trí với một thể tích không khí giữa chúng. Đầu thu ánh sáng sẽ xác định được độ suy giảm của ánh sáng, tương ứng với độ ẩm, theo [[định luật Beer-Lambert]]. Ẩm kế quang học có thể chia thành các loại sau: [[ẩm kế Lyman-alpha]] (sử dụng [[ánh sáng Lyman-alpha]] phát ra từ [[hydro]]), [[ẩm kế krypton]] (sử dụng ánh sáng có [[bước sóng]] 123,58 nm do [[Krypton]] phát ra) và [[ẩm kế hấp thụ vi sai]] (sử dụng ánh sáng phát ra từ hai bước sóng khác nhau, một bước sóng bị hấp thụ bởi độ ẩm và bước sóng còn lại thì không bị hấp thụ). Thời gian hồi đáp của ẩm kế quang chỉ trong vòng vài [[mili giây]] (''ms''); phạm vi đo từ −80{{nbsp}}°C đến 40{{nbsp}}°C.<ref name="Wiederhold 1997 113" /> |
== Ứng dụng == | == Ứng dụng == | ||