Thực đơn
Ẩm_kế
Ẩm kế cuộn giấy–kim loại (metal-paper coil hygrometer) rất hữu ích để thể hiện sự thay đổi độ ẩm bằng dụng cụ chỉ thị kim số. Loại ẩm kế này thường thấy ở các thiết bị rẻ tiền và có độ chính xác thấp, với sai số từ 10% trở lên.[17] Ẩm kế cuộn giấy–kim loại có cấu tạo gồm một dải ruy-băng giấy được dán dính với một miếng kim loại dát mỏng; toàn bộ dải giấy–kim loại này xếp thành cuộn hình xoắn ốc. Một đầu của cuộn dây xoắn ốc gắn cố định; đầu còn lại gắn vào kim số chỉ thị. Khi độ ẩm thay đổi, cuộn giấy hình xoắn ốc sẽ uốn cong do sự thay đổi độ dài của giấy khi hấp thu hơi nước. Kim số sẽ hiển thị độ ẩm trên thang đo đồng hồ ẩm kế.[17]
Ẩm kế tóc[18] (hair hygrometer) là dụng cụ đo độ ẩm sử dụng tóc người hoặc lông động vật dựa vào tính chất thay đổi chiều dài theo độ ẩm trong không khí. Tóc có tính hút ẩm và giữ độ ẩm; độ dài của tóc thay đổi theo độ ẩm và sự thay đổi độ dài có thể được phóng to bằng cơ cấu truyền động và được thể hiện trên mặt kim số hoặc thước đo. Năm 1783, nhà vật lý và nhà địa chất người Thụy Sĩ Horace Bénédict de Saussure đã chế tạo ẩm kế tóc đầu tiên bằng cách sử dụng tóc người.[19] Thiết bị dự báo thời tiết dân gian truyền thống có tên ngôi nhà thời tiết (weather house) được hoạt động dựa trên nguyên tắc của ẩm kế tóc.[20]
Ẩm kế tóc có ưu điểm là thiết kế và nguyên lý hoạt động đơn giản, chi phí thấp, dễ sử dụng, phù hợp trong những điều kiện không quá khắc nghiệt (như độ ẩm quá cao hoặc quá thấp). Một trong những nhược điểm của ẩm kế tóc là độ chính xác không cao do sự thay đổi chiều dài của tóc không tuyến tính với độ ẩm. Khi độ ẩm tăng lên, chiều dài sợi tóc sẽ thay đổi nhiều hơn so với khi độ ẩm giảm đi. Qua thực nghiệm, độ nhạy của sợi tóc khi độ ẩm tăng lên sẽ lớn hơn từ 5% đến 6% so với khi độ ẩm giảm xuống.[21] Ngoài ra, ẩm kế tóc có hiện tượng trễ (hysteresis) và thời gian phản hồi phụ thuộc vào nhiệt độ. Thời gian phản hồi[22] của ẩm kế tóc ở 20 °C là 10 giây và ở –30 °C là 30 giây. Ẩm kế tóc cũng dễ bị ảnh hưởng bởi các tác nhân nhiễm bẩn từ môi trường, như bụi, amoniac, dầu. Để khắc phục độ trễ của ẩm kế tóc, tóc được quấn thành cuộn để tóc bị dẹp lại, tạo tiết diện mặt cắt hình elip. Khi đó, tỉ lệ diện tích bề mặt trên một đơn vị thể tích của tóc sẽ tăng lên và giảm hệ số độ trễ, đồng thời tăng tính tuyến tính cho ẩm kế. Nếu tóc được xử lý hóa chất với cồn, diethyl ether[23], bari sulfua (BaS) hoặc natri sulfua (Na2S)[21] để loại bỏ những chất dầu có trong tóc nhằm tăng độ phản hồi tuyến tính và độ chính xác cho ẩm kế.
Qua thực nghiệm, độ ẩm tương đối (RH) trong khoảng 20%–90% là phù hợp nhất đối với ẩm kế tóc. Cũng giống các thiết bị ẩm kế khác, ẩm kế tóc hoạt động chính xác nhất trong khoảng giữa của thang đo độ ẩm; trong khoảng 40%–60% RH ở nhiệt độ phòng, độ chính xác của ẩm kế tóc là ± 2–3% RH. Ngoài khoảng đó, độ chính xác của ẩm kế tóc giảm dần. Ngoài ra, độ chính xác của ẩm kế tóc còn bị ảnh hưởng vào nhiều yếu tố khác như tính chất các loại tóc/lông khác nhau, sai số do cơ cấu truyền động bên trong ẩm kế, điều kiện môi trường. Ví dụ, ẩm kế tóc không nên đặt ở những vị trí có luồng không khí thay đổi vận tốc liên tục mà nên ở những nơi có vận tốc khí ổn định.[21]
Ẩm kế khô–ướt[18] hay còn gọi là ẩm kế bốc hơi ẩm[24] (tiếng Anh: psychrometer) dùng để đo độ ẩm tương đối của không khí. Ẩm kế khô–ướt có thiết kế gồm hai nhiệt kế: nhiệt kế bầu khô (dry-bulb thermometer) và nhiệt kế bầu ướt[25] (wet-bulb thermometer). Trên đầu đo của nhiệt kế bầu ướt có bọc một lớp bông hoặc vải thấm nước để giữ ẩm. Nhiệt kế bầu khô (tk) chỉ nhiệt độ của không khí và nhiệt kế bầu ướt (ta) chỉ nhiệt độ bay hơi của nước ở trạng thái bão hòa. Ở nhiệt độ cao hơn điểm đông của nước, nước bay hơi nhờ ẩn nhiệt hóa hơi, làm giảm nhiệt độ, do đó nhiệt kế bầu ướt sẽ ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt kế bầu khô. Khi đó giữa hai đầu đo có chênh lệch nhiệt độ (Δt= tk−ta). Nếu không khí càng khô thì nước bốc hơi càng mạnh, nhiệt độ đầu đo của nhiệt kế ướt càng giảm. Dựa vào chênh lệch nhiệt độ giữa hai đầu nhiệt kế sẽ xác định được độ ẩm tương đối của không khí.
Máy ẩm kế khô–ướt có lẽ được sản xuất tại Thụy Sĩ vào khoảng năm 1850 bởi Kappeller (MHS Geneva)Độ ẩm tương đối cũng có thể được xác định bằng đồ thị trạng thái của không khí ẩm hay còn gọi là đồ thị độ ẩm (humidity chart hoặc psychrometric chart). Có hai loại đồ thị độ ẩm phổ biến: đồ thị d-t và đồ thị I-d. Đồ thị d-t còn được biết đến với tên là đồ thị Grosvenor (Grosvenor chart) theo tên của hai kỹ sư thiết lập nên đồ thị này đầu tiên.[26] Đồ thị d-t biểu thị mối quan hệ của các đại lượng độ chứa hơi (d), nhiệt độ (t), entanpy không khí ẩm (I), độ ẩm tương đối (RH hoặc φ), thể tích riêng (v), hệ số nhiệt hiện (SHR[25]). Đồ thị I-d thường được nhắc đến trong tiếng Anh là Mollier-Ramzin chart do đặt theo tên của hai kỹ sư Mollier (người Đức) và Ramzin (người Nga) thiết lập nên đồ thị lần đầu tiên.[26] Đồ thị I-d biểu thị mối quan hệ của các đại lượng entanpy (I), độ chứa hơi (d), nhiệt độ (t), độ ẩm tương đối (RH hoặc φ), và áp suất hơi nước riêng phần (ph) của không khí ẩm. Áp suất hơi nước riêng phần trong các mẫu khí là áp suất hơi bão hòa ứng với điểm sương được quan sát và khí trong ẩm kế có cùng áp suất với khí tại thời điểm lấy mẫu.[27]
Ẩm kế khô–ướt thường được sử dụng trong ngành khí tượng học và trong ngành công nghiệp điện lạnh để sạc môi chất lạnh thích hợp cho các hệ thống điều hòa không khí dân dụng và thương mại.
Ẩm kế quay (sling psychrometer hoặc whirling psychrometer) về cơ bản có cùng nguyên lý hoạt động với ẩm kế khô–ướt. Ẩm kế quay gồm hai nhiệt kế bầu khô (không bọc vải) và bầu ướt (bọc vải) được gắn song song với nhau trong một khung gỗ; một đầu khung gỗ gắn tay cầm. Khi sử dụng, bầu bọc vải được thấm nước, rồi dùng tay cầm quay trong không khí cho đến khi nhiệt độ trên hai nhiệt kế bằng nhau. Theo tiêu chuẩn ASTM E337–15 của Hoa Kỳ, phương pháp đo bằng ẩm kế quay phù hợp trong điều kiện nhiệt độ môi trường từ 5 °C đến 50 °C, nhiệt độ bầu ướt không được dưới 1 °C, và áp suất môi trường chênh lệch với áp suất không khí tiêu chuẩn không quá 30%.[28]
Thực đơn
Ẩm_kếLiên quan
Tài liệu tham khảo
WikiPedia: Ẩm_kế