اندازه گیری رطوبت



موضوع:
اندازه گیری رطوبت
استاد :

تهیه کننده :

شماره دانشجویی :

بهار88
فهرست مطالب

عنوان
صفحه
مقدمه
3
ضرایب سایکرومتری
4
اندازه گیری رطوبت
6
نشان دهنده های رطوبت
7
دمای نقطه شبنم (Td)
7
دمای نقطه شبنم یخی (rf)
8
دمای تر (Tw)
8
اندازه گیری رطوبت (Hygrometer)
9
اندازه گیری رطوبت از طریق دما
10
استفاده از هیدروگراف
11
هوای مرطوب واتمسفر استاندارد
12
رطوبت سنج آسمن
15
نکات مهم در مورد این رطوبت سنج ها
15
وسایل مورد نیاز آزمایش
16
شرح آزمایبش اول
16
شرح آزمایش دوم
18
از مهمترین علل خطا در آزمایش با این وسایل
19
سنسورهای رطوبت سنج (مایکروویو) Hydro-Probe II
20
مزایای سنسورهای رطوبت سنج در صنعت بتن
2
افزایش دقت در توزین
20
کنترل آب در ساخت بتن
21
صرفه جویی در مصرف سیمان
21
اندازه گیری رطوبت خاک با دستگاهTDR
22
اندازه گیری رطوبت در اداره هواشناسی کشاورزی
24
فعالیت های اداره هواشناسی کشاورزی
29
تهیه دستورالعمل اندازه گیری رطوبت اعماق مختلف خاک و نحوه مخابره آن
29
اندازه گیری رطوبت خاک
31
مزایا
39
کاربردها
40
سنسورهای رطوبت
41
سه روش
44
روش های حس
47
روش های حس در نم سنج ها
47
سنسورهای هوشمند
49
مقدمه

رطوبت هوا را ممکن است با تعیین دمای تر اندازه گیری نمود. ادواتی که بدین منظور استفاده می شود سایکرومتر نامیده می شود. سایکرومتر از دو دماسنج تشکیل شده است که یکی از آنها مخزنش دائما مرطوب نگهداشته می شود و همان دماسنج تر است. هنگامی که هوا بر روی ادوات مورد نظر جریان می یابد فرآیند تبخیر به شرطی که هوای مورد نظر غیر اشباع باشد انجام می پذیرد. هوای مجاور دماسنج تر سرد می شود زیرا گرمای نهان را جهت فرآیند تبخیر تامین می کند. در نتیجه دماسنج تر دمائی پایین تر از دماسنج خشک را نشان می دهد. کاهش دمای تر شاخصی از رطوبت هواست. در این صورت فرمول سایکرومتری رینول (REGNAULT) را می توان برای تعیین فشار بخار واقعی بکار برد.

در یک وضعیت خاص ، همه مقادیر معلوم بوده و یا قابل اندازه گیری است. سپس می توان سایر شاخص های رطوبت را تعیین نمود. در حالت کلی ضریب سایکرومتری به طرح سایکرومتر ، سرعت تهویه هوا و دما و رطوبت بستگی دارد. در تهویه های کند این ضریب بطور واضحی به سرعت تهویه بستگی دارد. ولی به هر حال هنگامی که سرعت تهویه به 3 الی 5 متر بر ثانیه می رسد مقدار این ضریب در دماسنج با اندازه های رایج اساسا از سرعت تهویه مستقل می شود. در اینصورت در عمل مقدار ضریب سایکرومتری برای همه دماسنجهائی که طرح خوبی دارند، یکسان می باشد. در تهویه با سرعتهای زیادتر ، مقدار ضریب سایکرومتری خیلی زیاد به دما و رطوبت بستگی ندارد.
ضرایب سایکرومتری
جداول سایکرومتری مختلفی توسط سازمانهای هواشناسی بر مبنای فرضیات متفاوت با توجه به مقدار ضریب سایکرومتری (A) مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان مثال در مورد سایکرومتر نوع آن فرض بر این است که هوا از روی مخزن با سرعت 4/2 متر بر ثانیه جریان می یابد و ضریب سایکرومتری برای دمای دماسنج تر در بالا و پائین صفر درجه سانتیگراد مقدار واحدی دارد. در حالتی که سایکرومتر ساده ای در داخل پناهگاه نسب می شود در اغلب مواقع فرض بر این است که سرعت متوسط هوای عبور کننده از روی مخزن دماسنج ها در حدود 1 الی 5/1 متر بر ثانیه باشد. مقدار A در این سرعت انتخاب می شود. این دستورالعمل برای تمام مقاصد هواشناسی رضایتبخش نمی باشد. زیرا سرعت جریان واقعی عبور کننده از روی مخازن در پناهگاه اغلب با مقدار در نظر گرفته شده تفاوت فاحش دارد. فاکتور A در دامنه سرعت جریانی که اغلب در داخل پناهگاه اتفاق می افتد تغییرات قابل توجه ای را نشان می دهد.
فرمول سایکرومتری فشار جو (p) را نیز در بر دارد، با وجود این در صورت پایین تر بودن ارتفاع ایستگاه از سطح 100 متری نسبت به سطح متوسط دریا ، صحت عمل دیدبانیها ممکن است با در نظر گرفتن مقدار ثابتی برای فشار p عملی گردد. تغییر فشار به اندازه 30 میلی بار هنگامی که مقدار رطوبت نسبی در حدود 50% باشد باعث اختلاف تقریبی یک درصد در رطوبت نسبی می شود. هنگامی که دماسنج تر پایین تر از نقطه یخبندان ، باید از جداول دیگری استفاده شود و این موضوع بستگی به این دارد که مخزن دماسنج تر از یخ پوشیده است، با آنکه پوششی از قطرات آب فوق سرد دارد. در صورتی که پیوسته اطمینان حاصل شود که مخزن دماسنج تر از یخ پوشیده شده است از همان جداول یخ استفاده می شود.

اندازه گیری رطوبت
جرم اتمی هیدروژن تقریبات برابر واحد جرم اتمی می باشد، در حالی که جرم اتمی اکسیژن تقریبا به اندازه 16 برابر آن است. همچنین می توان جرم نسبی مولکولها را تعیین نمود. به عنوان مثال ، جرم مولکولی آب (H2O) در حدود 18 برابر از جرم اتمی واحد جرم بیشتر است.
هوای خشک اختلاطی از گازها بوده و بنابراین چیزی بنام مولکول هوا وجود ندارد، ولی به هر حال می توان متوسط جرم مولکولی هوای خشک را تعیین نمود. در سطح متوسط دریا مقدار متوسط جرم مولکولی هوای خشک در حدود 96/28 برابر از جرم اتمی واحد جرم بزرگتر است. باید توجه داشت که جرم مولکولی آب فقط در حدود 8/5 متوسط جرم مولکولی هوای خشک است.
دانسیته هر جسم جرم واحد حجم آن جسم می باشد لاکن حجم هر گازی با فشار دما تغییر می کند و در نتیجه دانسیته گاز نیز وابسته به این عوامل است. حال چنانچه تعداد مشخصی از مولکولهای هوای خشک توسط تعداد مساوی از مولکولهای آب جایگزین شود در اینصورت جرم هوای مورد نظر تقلیل می یابد. بنابراین دانسیته هوای مرطوب کمتر از هوای خشک در شرایط مشابه از نظر فشار و دما می باشد.

نشان دهنده های رطوبت
همچنین رطوبت هوا را ممکن است توسط تعدادی از بستگیهای دما نشان داد:
دمای نقطه شبنم (Td)
دمای نقطه شبنم دمایی است که هوای مرطوب برای آنکه نسبت به سطح آب به حد اشباع برسد، بایستی تا آن دما سرد شود. در این فرآیند فشار هوای مرطوب P و نسبت اختلاطr ثابت می ماند. باید توجه داشت که در این فرآیند فشار هوا ثابت می ماند و هیچ بخار آبی به نمونه هوا اضافه نشده و یا از آن برداشت نمی شود. بنابراین نسبت اختلاط هوا ثابت می ماند. ولی به هر حال هوا در دمای نقطه شبنم به حد اشباع می رسد و بنابراین مقدار نسبت اختلاط مساوی با نسبت اختلاط اشباع در این دما می شود. سرد شدن نسبی لایه ای از هوا در نزدیکی زمین در هنگام شب ممکن است دمای هوا را تا حد نقطه شبنم برساند. از آن پس از سرد شدن باعث تراکم بخار آب می شود. در واقع این میان فرآیند اصلی تشکیل شبنم است.

دمای نقطه شبنم یخی (rf)
نقطه شبنم یخی دمایی است که هوای مرطوب و برای آنکه در مجاورت یخ اشباع شود بایستی تا آن دما سرد شود. در این فرآیند فشار هوای مرطوب p و نسبت اختلاطهای r ثابت می ماند.
دمای تر (Tw)
دمای تر پایین ترین دمایی است که بسته هوا در فشار ثابت در اثر تبخیر آب بدون آن می تواند سرد شود. گرمای نهانی که برای تبخیر آب نیاز است از هوای خشک موجود در بسته هوا تامین می شود. چنانچه هوا بدوا اشباع شده باشد تبخیر نمی تواند انجام پذیرد و در نتیجه سرد شدن محیط بوجود نمی آورد. در این صورت دمای تر هوای اشباع شده برابر دمای هواست (دمای خشک و تر و نقطه شبنم باهم برابرند). چنانچه هوای مورد نظر بدوا غیر اشباع باشد، نسبت اختلاط در اثر تبخیر آب بدون بسته هوا افزایش می یابد. در این صورت چنین هوایی با فشاری بخاری بیشتر از حالت اولیه حالت اشباع می رسد. بنابراین دمای تر بیشتر از دمای نقطه شبنم هوای اولیه است. اختلاف بین دمای هوا (منظور دمای خشک است) و دمای تر را کاهش دمای تر می گویند. هر چه این کاهش دمای تر بیشتر باشد هوای مربوطه خشک تر است.
اندازه گیری رطوبت (Hygrometer)
ویژگی هوای مرطوب ، درک کامل ویژگی هوای مرطوب در بحث گرما و رطوبت و به ویژه کنترل آن اساسی است. آلاینده های هوا از یک محل به محل دیگر بسیار متفاوت است ولی ترکیب هوای خشک نسبتا ثابت بوده و با توجه به زمان ، مکان و ارتفاع ، مختصری تغییر می یابد.
اساسا در سنجش رطوبت از دو تعریف استفاده می شود. رطوبت در یک محیط به صورت رطوبت نسبی (Relative Humidity) اندازه گیری می شود و رطوبت یک محصول به صورت رطوبت مطلق (Absolute Humidity) اندازه گیری می گردد. از آن جایی که هدف از این مطالعه بررسی روش های سنجش رطوبت در هوا است باید به انواع روش های ممکن برای سنجش رطوبت نسبی پرداخت. روش های گوناگون سنجش رطوبت نسبی در زیر آمده است:
3-1-1- اندازه گیری مقاومتی رطوبت
در این نوع اندازه گیر ، از تغییرات مقاومت الکتریکی یک عنصر حساس به رطوبت استفاده می شود. می توان دو الکترود هادی درون محفظه ی پلاستیکی که با فاصله ای از یکدیگر قرار گرفته اند را به کار برد و فضای بین آن ها از ماده ای مثل لیتیم کلراید ، که جاذب رطوبت است ، پر کرد. در این صورت با افزایش رطوبت محیط ، مقاومت الکتریکی کاهش می یابد و سنجش کامل می گردد. این رطوبت سنج قادر به اندازه گیری رطوبت تا حد بالای 90در صد است. کاربرد این وسایل که با نام ترموهیدرومتر دیجیتالی شناخته می شوند ، بیشتر در مقابل دهانه دمنده سیستم های تهویه است.
اندازه گیری رطوبت از طریق دما
در این روش با مقایسه ی دمای دو حباب خشک و تر ، رطوبت هوای عبوری ، اندازه گیری می شود. اندازه گیر دمای بالایی ، اندازه ی دمای هوای محیط یا همان دمای حباب خشک است و اندازه گیر دمای پایینی ، اندازه ی دمای حباب تر که توسط اسفنج کاملا خیس قرار گرفته است ، می باشد. این اندازه گیری محدوده ای از 3 تا 97 در صد را شامل می شود. [2] این نوع رطوبت سنج در دو نوع رطوبت سنج چرخان و رطوبت سنج آسمن یافت می شوند. مقدار رطوبت نسبی به کمک روابط ، جداول ، خط کش و نمودار سایکرومتری تعیین می شود.
استفاده از هیدروگراف
یکی از این وسایل که اصطلاحا به آن هیدروگراف می گویند و کاربرد زیادی در ایستگاه های هوا شناسی دارد. بر اساس اندازه گیری تغییر طول جنس موی خاصی از انسان عمل می کند. در این وسیله یک رشته موی انسان را 10الی 100برش طولی داده و توسط وزنه کوچکی که به اهرمی متصل است ، درحال کشش قرار می دهند و در اثر تغییر رطوبت هوا ، طول مو تغییر می نماید. نوع دیگری از این وسایل دستگاه هایی هستند که بر اساس تغییر مساحت سطح مشخصی از پوست قورباغه (که درحال کشش میباشد) عمل می کند و مشابه دستگاه قبلی است که در صنایع نساجی که اندازه گیری و کنترل رطوبت از اهمیت ویژه ای برخوردار است ، کاربرد زیادی دارد.
اندازه گیری رطوبت هوا مقدمه : ویژگی هوای مرطوب، درک کامل ویژگی هوای مرطوب در بحث گرما ورطوبت وبویژه کنترل آن اساسی است درسالهای اخیر،فرمول های جدید ازطرف موسسه استاندارد طرح شده این فرمول ها،پایه واساس ویژگی های ترمودینامیکی هوای مرطوب میباشند که توسط انجمن گرمایش،تبرید وتهویه مطبوع آمریکا(ASHRAE)ارائه گردیده است .
هوای مرطوب واتمسفر استاندارد:
آلاینده های که ازیک محل به محل دیگر بسیار متفاوت است ترکیب هوای خشک نسبتا ثابت بوده وبا توجه به زمان ،مکان وارتفاع ،مختصری تغییر می یابد
انواع رطوبت درهوا: 1- رطوبت مطلق 2- رطوبت نسبی
رطوبت مطلق: میزان وزن بخار آب درواحد حجم هوا( )
هوای اتمسفری،مخلوطی ازگازهای مختلف،بخار آب و آلاینده های متعددی است.
2 – رطوبت نسبی : هوای اطراف ما مخلوطی ازهوای خشک وبخار آب میباشد که میزان بخار آب موجود درهوا به عنوان رطوبت شناخته شده است ونسبت فشار بخارآب درهوا به فشار بخار اشباع درهمان دما تعریف شده وبصورت درصد بیان می شود با توجه به این تعریف رطوبت نسبی به این صورت بیان می گردد .
RH = رطوبت نسبی
PW= فشار بخار آب در دمای خشک
PSW= فشار بخار اشباع در دمای خشک
به عبارت دیگر رطوبت نسبی (RH)عبارت از نسبت جزمولی بخار آب(XV)در یک مخلوط به جز مولی بخار آب (XS) در مخلوط اشباع در همان درجه وفشار
روش های اندازه گیری رطوبت نسبی : شامل دو دسته می شوند : 1- روش مستقیم 2- روش غیر مستقیم
روش مستقیم : در این روش از وسایلی استفاده میگردد که بطور مستقیم قادر به اندازه گیری رطوبت نسبی هوا میباشد .از وسایلی استفاده میگردد که نسبت به رطوبت هوا حساسیت زیادی دارند وبا تغییر رطوبت هوا برخی از پارامترهای فیزیکی آن مواد تغییر میکند(مانند طول ،مقاومت ،سطح،….) این وسایل درانواع واقسام مختلفی ساخته شده که ذیلا برخی از آنها شرح داده شده اند
یکی از این ویایل که اصطلاحا به آن هیدروگراف می گویند و کاربرد زیادی در ایستگاه های هوا شناسی دارد .بر اساس اندازه گیری تغییر طول جنس موی خاصی از انسان عمل می کند در این وسیله یک رشته موی انسان را 10الی 100برش طولی داده وتوسط وزنه کوچکی که به اهرمی متصل است درحال کشش قرار می دهند دراثر تغییر رطوبت هوا،طول مو تغییر نموده واین وسیله دربعضی ا زبه عنوان ترموهیدروگراف معرفی شده اند نوع دیگری از این وسایل
دستگاه هایی هستند که بر اساس تغییر مساحت سطح مشخصی از پوست قورباغه (که درحال
کشش می باشد ) عمل می کند ومشابه دستگاه قبلی است که در صنایع نساجی که اندازه گیری وکنترل رطوبت از اهمیت ویژه ای برخوردار است .کاربرد زیادی دارد .
ازدیگر وسایل که در این گروه ها جای دارند ترمو هیدرو متردیجیتالی است این وسیله دارای سنسوری است که دراثر تغییر رطوبت هوا .جریان الکتریکی ایجاد می نماید میزان جریان الکتریکی متناسب با میزان رطوبت هوا می باشد .
این وسیله در سنجش رطوبت هوا در مقابل دهانه دمنده سیستم های تهویه کاربرد زیادی دارد همان طور که از نام آن پیداست این وسیله قادر به اندازه گیری رطوبت ودمای هواست .
روش غیر مستقیم: دراین روش با اندازه گیری دو پارامتر :دمای دماسنج خشک
چرخان و دماسنج تر چرخان ،مقدار رطوبت نسبی به کمک روابط،جداول ،خط کش ونمودار سایکرومتری تعیین می شود وخط کش ونمودار بیشترین کاربرد را دارند .
بصورت کلی دو نوع رطوبت سنج برای اندازه گیری میزان رطوبت نسبی هوا استفاده می شود .
رطوبت سنج چرخان
رطوبت سنج آسمن
رطوبت سنج چرخان
رطوبت سنج چرخان: مرکب از دو دماسنج است که مخزن یکی از آن ها با فتیله ای با قابلیت رسانایی آب پوشش یافته وبه عنو ان دماسنج تر استفاده می شود (در ضمن رطوبت سنج چرخان با مخزن وبدون دارد ) ومجهز به دسته ای می باشد که می توان آن را حول محور بازو به حرکت در آورد وبدین ترتیب تهویه لازم در سطح مخزن ها که بخشی حساس دماسنج هاست را تامین می کند
رطوبت سنج آسمن :
تفاوت این رطوبت سنج با رطوبت سنج چرخان در اینست که در نوع مکش جریان هوا به کمک یک باد بزن که پس از کوک شدن عمل می کند از روی مخزن دماسنج عبور می کند .
علاوه بر این رطوبت سنج آسمن فتیله به روش دستی مرطوب می شود و مخزن آب وجود ندارد . فن موجود در این رطوبت سنج آسمن جریان هوا با سرعت یکنواخت (5/2متر بر ثانیه ) در سطح دمسنج ها تامین می نماید .
نکات مهم در مورد این رطوبت سنج ها :
در رطوبت سنج ها باید هردو دماسنج مورد استفاده از یک نوع ویک اندازه وساخت یک نوع شرکت باشند در خصوص دماسنج تا 1/0دمای درجه سانتی گراد انجام گیرد در خصوص رطوبت سنج آسمن دقت شود که هواکش مربوط حرکتی یکنواخت داشته وتهویه کافی را در دماسنج ها ایجاد کند در رابطه با رطوبت سنج چرخان سرعت گردش،یکنواخت وکافی باشد
وسایل مورد نیاز آزمایش:
رطوبت سنج آسمن
رطوبت سنج چرخان
خط کش تعیین رطوبت نسبی
جداول تعیین رطوبت نسبی
نمودار سایکرومتری در ارتفاع سطح دریا
آب مقطر
شرح آزمایبش اول:
اول ما فتیله دماسنج چرخان را با آب مقطر خیس می کنیم و بعد به مدت 3 الی 5 دقیقه دسته آنرا می گیریم و حول محور بازو می چر خانیم و بعد دمای دماسنج ترو خشک را ثبت می کنیم ( همیشه دمای دماسنج خشک از تر بیشتر است ) ما برای رطوبت سنج چرخان سه بار آزمایش انجام دادیم و برای هر آزمایش از روش مختلف تعیین رطوبت نسبی استفاده کردیم .
در بار اول بعد از 5 دقیقه چرخاندن رطوبت سنج چرخان حول محور بازو دما ها به شرح زیر بوده :
دمای دماسنج تر = 13 درجه سانتی گراد دمای دماسنج خشک = 22 درجه سانتی گراد
در این بار اول از روی نمودار تعیین رطوبت نسبی استفاده می کنیم که روش آن به این صورت است :این نمودارها از مهم ترین خصوصیات آنها اختصاصی بودن هر کدام از آنها در یک ارتفاع خاص از سطح دریا است . و با توجه به نمودار رطوبت نسبی محیط کار ما برای ما 38 درصد می باشد .
در بار دوم بعد از 5 دقیقه چرخاندن رطوبت سنج چرخان دمای اندازه گیری شده
دمای دماسنج تر = 13 درجه سانتی گراد
دمای دماسنج خشک =21 درجه سانتی گراد
این بار از روی جداول : این جداول معمولا براساس دمای تر و اختلاف میان دمای خشک و تر چرخان ارائه شده است اول اختلاف تر و خشک را حساب می کنیم و با وصل کردن دمای تر چرخان (عمودی ستون ) و تفاضل دمای خشک و تر چرخان (افقی ستون ) به دست می آوریم .
اختلاف: 8 =13-21 رطوبت نسبی محیط کار ما حدودا 37 % می باشد .
در بارسوم بعد از 5 دقیقه چرخاندن رطوبت سنج دما ها را ثبت می کنیم .
دمای تر :12.5 درجه سانتی گراد
دمای خشک : 20 درجه سانتی گراد
این بار از روش خط کش که عمدتا توسط کمپانی casella ساخته می شود محاسبه می کنیم . دراین روش خط کش دارای دو خط عمودی Aو B می باشد که هر کدام دارای دامنه دمایی مشخص می باشد که A:15-30 وB:30-60
در این آزمایش یک یاز دو خط فوق را روی مقدار دمای خشک که در اینجا 20 ردجه سانتی گراد می باشد تنظیم نموده که دراینجا روی خط A می باشد سپس در دمای تر روی همان خط افقی میزان رطوبت را از روی منحنی مربوطه قرائت می نمایئم.
که در اینجا میزان رطوبت ما 35 % می باشد .
شرح آزمایش دوم:
در این آزمایش ما می خواهیم از طریق رطوبت سنج آسمن میزان رطوبت نسبی محیط کار را محاسبه کنیم .با روشن کردن رطوبت سنج به مدت 5 دقیقه ما دمای دماسنج های تر و خشک را بدست می آوریم .

دمای دماسنج تر :16 دمای دماسنج خشک :21
با توجه به روش خط کش رطوبت نسبی = 57 %
با توجه به روش جداول رطوبت نسبی = 58%
با توجه به روش نمودار رطوبت نسبی = 60% می باشد .
نکته : در هر دو آزمایش ما که از نمودار استفاده کردیم فقط جهت آشنایی با نمودار و کار با "آن بود چون هر نمودار در ارتفاعات مشخصی از سطح دریا می باشد و ممکن است عدد بدست آمده ما از روی نمودار دقیق نباشد .
از مهمترین علل خطا در آزمایش با این وسایل :
خطاهای دماسنج
خطای حاصل از عدم تهویه کافی
خطای مربوط به آب ( ممکن است آب مورد استفاده آلوده یا شور باشد)
فتیله دماسنج نامرغوب و کثیف باشد
خطای موجوددر عدم قرائت صحیح دمای دماسنج ها
با توجه به انجام آزمایش های بالا ما می دانیم اگر رطوبت محیط کار ما تغییر نکند .
رطوبت محیط کار ما آزار دهنده نمی باشد و با توجه به استاندارد ها رطوبت نباید بالاتر از 50 % باشد و در کار با این وسایل می دانیم که رطوبت سنج آسمن دمای تر محیط را نسبت به چرخان بیشتر نشان می دهد .
سنسورهای رطوبت سنج (مایکروویو) Hydro-Probe II
طراحی شده برای استفاده در واحد های تولید کننده بتن آماده ، قطعات پیش ساخته ،آجر ، آسفالت ، صنایع شوینده ، صنایع ساختمان و … جهت افزایش قابل توجه کیفیت در تولید
سنسورهای هایدرونیکس رطوبت مصالح را به طور پیوسته در هنگام خروج از دریچه تخلیه و یا نوار نقاله، اندازه گیری می کنند. در زمان توزین مصالح، رطوبت بطور دقیق و پیوسته ( حداقل 25 بار درثانیه ) اندازه گیری شده و بطور مداوم میانگین رطوبت در زمان حرکت مصالح محاسبه میگردد.
مزایای سنسورهای رطوبت سنج در صنعت بتن
سنسورهای Hydro-probe II در خروجی مخازن ماسه نصب میشوند تا با نهایت دقت ، از مصالح نمونه برداری کرده و رطوبت موجود را اندازه گیری کنند.
رطوبت مصالح با حداکثر خطای 0.25% اندازه گیری میشود و Hydro-Probe II قادر است رطوبت را در انواع مصالح با شکل و اندازه های مختلف اندازه گیری کند. همچینین این سنسور قادر است رطوبت های مختلف را بدون اثر گذاری خطای خاصله از هرگونه مواد زاید و تغییر در اندازه ذرات اندازه گیری نماید.
افزایش دقت در توزین
سیستم های بچینگ خوب و مدرن می توانند مصالح را با خطای 0.5% توزین کنند. اگر رطوبت اندازه گیری شده از 2% به 6% تغییر کند، این 4% تغییر به طور موثر باعث افزایش خطای سیستم توزین میشود. بطوریکه درکنار مصالح خشک، مقداری هم آب توزین میشود.
بنابراین کنترل رطوبت بصورت پیوسته ، این قابلیت را در سیستمهای کنترل بچینگ های اتوماتیک فراهم کرده تا توزین صحیح مصالح مورد نیاز مطابق طرح اختلاط را در هر بچ انجام دهند.
مزایای توزین ثابت و دقیق مصالح ، موجب میگردد تا همواره بتن با نسبت ثابت مصالح به سیمان ( مطابق طرح اختلاط ) تولید گردد. در نتیجه کیفیت ، مقاومت ، رنگ ، کارایی و اسلامپ بتن تولید شده در هر بچ یکسان خواهد بود.
کنترل آب در ساخت بتن
با اطلاع از میزان آب موجود در مصالح موجود در میکسر ، سیستم کنترل بچینگ قادر خواهد بود براحتی میزان آب مورد نیاز را محاسبه کرده و با توجه به میزان آب در نظر گرفته شده در طرح اختلاط اولیه ، اصلاحات مورد نیاز را در هر بچ و بطور مستقل انجام دهد. بطور قطع این توانمدی موجب خواهد شد تا بتن تولید شده دارای نسبت آب به سیمان و همچنین کارایی یکنواخت باشد.
صرفه جویی در مصرف سیمان
روشن است که درصورت عدم توجه به مقدار رطوبت موجود در مصالح، عملا مقدار کمتری از مصالح با مقدار بیشتری از سیمان مخلوط میگردد. در نتیجه در هر بچ از بتن ساخته شده مقدار قابل توجهی سیمان اضافه بر آنچه در طرح اختلاط ذکر شده است مصرف میگردد. این مقدار سیمان اضافه ممکن است در نظر اول برای هر بچ ناچیز به نظر آید، اما در طول فعالیت یک واحد تولیدی مقدار متنابهی خواهد شد.
بدیهیست اندازه گیری موردی و ناپیوسته رطوبت که معمولا توسط آزمایشگاه مقیم در سایت در ابتدای شروع فعالیت روزانه انجام میگردد، بدلیل شرایط ذیل عدم دسترسی به کل مصالح برای اندازه گیری رطوبت ثابت نبودن شرایط آب و هوایی در طول روز ثابت نبودن رطوبت در ماسه های شسته شده نمی تواند بازگو کننده رطوبت واقعی مصالح مصرفی در طول روز باشد. لطفا برای دریافت اطلاعات بیشتر با این شرکت تماس حاصل فرمایید.

اندازه گیری رطوبت خاک با دستگاهTDR
رطوبت خاک را با روش های مختلفی میتوا ن اندازه گیری کرد. بطور کلی آنها را میتوان به دو دسته مستقیم و غیر مستقیم تقسیمبندی نمود:
روش اندازه گیری مستقیم : در این روش رطوبت خاک به روش وزنی و از طریق خشک کردن نمونه در دستگاه اتوو با درجه حرارت 105 درجه سانتیگراد تعیین میشود.
روش های غیر مستقیم: در این روش ها با استفاده از دستگاه های مختلف ، میزان رطوبت خاک تعیین میشود. مهمترین این روش ها عبارتند از:
نوترونمتر
بلوک گچی
تانسیومتر
TDR
تتاپروب
نوشتار پیشرو اختصاص به اندازهگیری عملی رطوبت خاک با استفاده از دستگاه TDR( Time Domain Reflectometry) دارد.

اندازه گیری رطوبت خاک با دستگاه (TDRمدل دلتا تی ) :
یک دستگاه TDR از یک قسمت مرکزی گیرنده و یک سنسور میلهای تشکیل شده است . برای اندازه گیری رطوبت خاک میلههای سنسور در داخل پروفیل و ترجیحا به تفکیک افقها قرار میگیرد. سنسور معمولا از 4 یا 5 میله مسی یا فلزی مشابه و هم اندازه تشکیل شده است که بصورت دایره یا کنار یکدیگر قرار گرفته است.
اساس کار دستگاه TDR براین اصل استوار است که دستگاه گیرنده علایمی را به داخل سنسور میلهای ارسال کرده که از میلهای اصلی(که معمولا میله وسطی است) این علایم خارج شده و توسط میلههای کناری دریافت میشوند. هنگامی که سنسور در داخل خاک قرار دارد و بین میلهها را خاک فرا میگیرد بسته به میزان رطوبت خاک، زمان عبور موج الکترومغناطیس تغییر میکند و دستگاه برحسب واحدهای مختلف (بسته به تنظیم دستگاه بر روی کدام واحد) که معمولاً میلی ولت ، درصد رطوبت و یا مجموع هر دو است میزان رطوبت را مستقیما قرائت می کند.

دستگاه تی دی آر و سنسور آن در حال استفاده در هنگام استفاده از دستگاه مذکور باید موارد زیر را رعایت کرد:
در خاک های سخت قبل از فرو کردن سنسور در خاک با استفاده از میلههای هم اندازه سنسور اقدام به ایجاد سوراخ در نیمرخ خاک کرده تا سنسور به راحتی داخل خاک شود.
تمام سطح میلهها را خاک فرا بگیرد زیرا اگر قسمتی از میلهها با هوا در تماس باشد دستگاه به اشتباه رطوبت هوا را برای آن قسمت قرائت می کند.
میلههای سنسور با زاویه 20 درجه به داخل خاک فرو برده شوند .
در خاک های سنگریزه دار بعلت عدم امکان فرو بردن سنسور میتوان قسمتی از خاک افق مربوطه را کند و در یکجا جمع کرده وسپس سنسور را داخل خاک فرو برده و اندازهگیری انجام شود.
برای یک افق حداقل 3 بار اندازهگیری و معدل گیری شود.
معمولا برای خاکهای مرتعی اندازهگیری رطوبت خاک بعد از 24 ساعت پس از بارندگی نشاندهنده میزان آب قابل دسترس برای گیاهان است.
در اندازه گیری رطوبت توسط دستگاه نوترون متر لازم است:
در اندازه گیری رطوبت توسط دستگاه نوترون متر لازم است ابتدا دستگاه را واسنجی نمود . البته دستگاه ها در کارخانه سازنده واسنجی می شوند ولی بهتر آن خواهد بود که با توجه به نوع خاک منطقه
دستگاه را تنظیم نموده و رابطه بین درصد رطوبت و تعداد نبضهای اندازه گیری شده در هر دقیقه را به صورت منحنی یا معادله به دست آورد . برای این منظور در هر اندازه گیری ابتدا تعداد تپ های الکتریکی قرائت شده و سپس از منطقه کره تاثیر نمونه خاک را برداشت کرده و به روش جرمی رطوبت آن سنجیده می شود . پس از چندین اندازه گیری در رطوبت های مختلف امکان به دست آوردن معادله یا منحنی واسنجی وجود خواهد داشت . منحنی واسنجی دستگاه نوترون متر غالبا به شکل خط مستقیم می باشد که معادله آن به صورت زیر است .
معمولا قرائت استاندارد در همان محل اندازه گیری و در وضعیتی که میله نوترون متر هنوز از داخل محفظه خود خارج نشده است به دست می آید . بدین ترتیب که با روشن کردن دستگاه و انجام شمارش در همان دوره زمانی استاندارد یک دقیقه صورت گرفته و عدد به دست آمده به عنوان شمارش استاندارد در نظر گرفته می شود . توصیه می شود قرائت استاندارد ، یک بار قبل از آزمایش و بار دیگر پس از آزمایش تعیین و میانگین آن ها در محاسبات لحاظ شود . پس از به دست آوردن قرائت استاندارد میله از داخل دستگاه بیرون آورده شده و در داخل خاک در موقعیت مورد نظر ، شمارش نوترونی صورت می گیرد .
با توجه به آنچه گفته شد ملاحظه می شود که دستگاه نوترون متر از نظر سرعت کار بر سایر روش ها ارجحیت دارد ولی نباید از نظر دور داشت که گران بودن دستگاه خطرات احتمالی ناشی از نشت تابش های رادیواکتیو از معایبی است که بر این روش گرفته می شود . از نظر حفاظتی میله دستگاه که چشمه رادیواکتیو در آن قرار دارد در وضعیت معمولی در داخل محفظه پر از پارافین قرار می گیرد و لذا خطرات نشت تابش از آن بسیار اندک است . البته این امر خود باعث سنگینی دستگاه می شود که یکی دیگر از معایب آن به شمار می رود .
دستگاه تابش گاما : یکی دیگر از روشهای تابشی برای تعیین رطوبت خاک استفاده از دستگاههایی است که تابش گاما را به داخل خاک گسیل می دهد . اگر نمونه ای از خاک را انتخاب و از یک طرف تابش گاما وارد آن کنیم ، خاک باعث می شود که از شدت تابش کاسته شود . اگر در طرف دیگر نمونه شدت تابش را اندازه گیری کنیم ملاحظه خواهد شد که از مقدار آن کاسته شده است . کاهش شدت تابش بستگی به دانسیته و رطوبت خاک و فاصله ای دارد که تابش در خاک طی می کند دارد و اگر دانسیته خاک ثابت باقی بماند می توان گفت که تغییرات شدت تابش بستگی به رطوبت خاک دارد . از مزایای روش رطوبت سنجی با تابش گاما این است که بر خلاف روش نوترونی که در آن متوسط رطوبت خاک در حجم کره ای به شعاع تقریبی 20 سانتی متر اندازه گیری می شد ، با این روش می توان رطوبت را در هر مقطعی از خاک تعیین کرد . البته این روش بیشتر در کارهای تحقیقاتی استفاده شده و کاربرد آن در کارهای صحرایی کم است .
در روش رطوبت سنجی گاما معمولا از یک چشمه رادیواکتیو 25 میلی کوری سزیوم 137 استفاده می شود که انرژی آن کم و در حدود 661/0 میلیون الکترون ولت است . چشمه رادیواکتیو در داخل محفظه سربی قرار گرفته است تا در حالت عادی خطرات ناشی از آن به حداقل برسد . پس از آنکه تابش ای تولید شده توسط چشمه از داخل خاک عبور کرد در طرف دیگر به وسیله حساس تابش های مستهلک شده را دریافت و ثبت می نماید .

اندازه گیری رطوبت در اداره هواشناسی کشاورزی
یکی از گرایش های علم هواشناسی، هواشناسی کشاورزی است که بررسی و مطالعه اثرات مختلف عناصر آب و هوایی، هیدرولوژیکی و خاک را بر تولیدات کشاورزی اعم از زراعی، باغی، دامی، مرتع، جنگل و آبزیان مورد تحلیل قرار می دهد. افزایش عملکرد محصول و کاهش خسارت ناشی از پدیده های زیان بخش جوی و اقلیمی منوط به شناخت مراحل مختلف رشد گیاهان، دام ها و جانوران و چگونگی تاثیر مثبت یا منفی بر این روند می باشد. همچنین کمیت و کیفیت تولید گوشت، شیر و فراورده های دامی نیز بستگی به متغیرهای آب و هوایی دارد. مرتع و جنگل و چگونگی کاربری اراضی از دیگر مواردی است که در هواشناسی کشاورزی تعریف و مورد بررسی قرار می گیرد.
فعالیت های اداره هواشناسی کشاورزی
نظر به اهمیت مطالعات هواشناسی کشاورزی در افزایش عملکرد محصول و کاهش خسارت ناشی از پدیده های زیان بخش جوی و اقلیمی، اهم فعالیت های اداره هواشناسی کشاورزی سازمان در راستای بهبود و ارتقاء کیفی دیدبانی های مربوط به این بخش می باشد، البته بهبود کمی ایستگاه ها ی تحقیقات هواشناسی کشاورزی از اولویت های این اداره می باشد. اداره هواشناسی کشاورزی سازمان زیر نظر مدیریت شبکه می باشد. در حال حاضر 29 ایستگاه فعال تحقیقات هواشناسی کشاورزی و 4 مرکز مطالعاتی در ایران وجود دارد که اثرات آب و هوا را در طول فصل زراعی بر روی محصولات مختلف مورد مطالعه قرار می دهند.
برنامه های مربوط به راه اندازی و فعال نمون ایستگاه ها
تجهیز و فعال نمودن ایستگاه های تحقیقات هواشناسی کشاورزی غیر فعال
فعال نمودن ایستگاه های تحقیقات هواشناسی کشاورزی نیمه فعال
پیگیری اخذ مجوز ساختار تشکیلاتی جهت مراکز مطالعاتی هواشناسی کشاورزی
بروز رسانی فعالیت های هواشناسی کشاورزی
بروز رسانی فعالیت های هواشناسی کشاورزی بر اساس تامین نیاز کاربران بخش کشاورزی در حال بررسی می باشد. به همین منظور با کاربران بخش های مختلف از جمله وزارت جهاد کشاورزی، مرکز دیم کشور (مراغه)، سازمان های جهاد کشاورزی استان ها و کشاورزان راهنما جلسات متعددی
تشکیل و دستورالعمل های کوانتا و فعالیت های هواشناسی کشاورزی در کشورهای دیگر نیز در حال بررسی است.

ارتقاء دیدبانی های هواشناسی کشاورزی
تدوین دستورالعمل دیدبانی های جدید از قبیل اندازه گیری وزن تر و خشک گیاه، اندازه گیری رطوبت اعماق مختلف خاک
خرید دستگاه TDR جهت اندازه گیری رطوبت اعماق مختلف خاک
درج اطلاعات هفتگی ایستگاه های هواشناسی کشاورزی درنشریه الکترونیکی سازمان
بازیافت اطلاعات هواشناسی کشاورزی و قرار دادن آنها در محیط SQL
تهیه دستورالعمل اندازه گیری وزن تر و خشک گیاه
مطابق با این دستورالعمل اندازه گیری وزن تر و خشک در مراحل مختلف رشد بایستی هنگامی صورت پذیرد که 50 درصد گیاهان در هر پلات وقوع آن مرحله فنولوژیکی را نشان دهند که برای این منظور اندازه گیری وزن تر و خشک برای گندم برای چهار مرحله سه برگی، طویل شدن ساقه، گلدهی و رسیدن کامل، انجام می شود.
تهیه دستورالعمل اندازه گیری رطوبت اعماق مختلف خاک و نحوه مخابره آن
با توجه به اهمیت اندازه گیری رطوبت اعماق مختلف خاک در پایش خشکسالی، دستورالعملی تنظیم شده است که در آن رطوبت خاک در اعماق 5 ،10، 20، 30، 50، 70 و 100 سانتی متری هفته ای 3 بار در ایستگاه ها اندازه گیری و اطلاعات آن از طریق سیستم سوئیچ به سازمان مرکزی مخابره می شود.
تهیه دستورالعمل(1- 2) بولتن هفتگی بر اساس بررسی های بعمل آمده و مقایسه بولتن های ده روزه و هفتگی و با توجه به اینکه گزارش های دهه در بولتن ماهانه نیز درج می شود، بولتن هفتگی جدیدی که بتواند بولتن ده روزه را نیز پوشش دهد ، طراحی شد. در بولتن هفتگی جدید وزن تر و خشک گیاه در مراحل مختلف رشد بعنوان یک پارامتر مهم اضافه شده است.
"اندازه گیری رطوبت خاک"
در اندازه گیری رطوبت توسط دستگاه نوترون متر لازم است:
در اندازه گیری رطوبت توسط دستگاه نوترون متر لازم است ابتدا دستگاه را واسنجی نمود . البته دستگاهها در کارخانه سازنده واسنجی می شوند ولی بهتر آن خواهد بود که با توجه به نوع خاک منطقه دستگاه را تنظیم نموده و رابطه بین درصد رطوبت و تعداد نبضهای اندازه گیری شده در هر دقیقه را به صورت منحنی یا معادله به دست آورد . برای این منظور در هر اندازه گیری ابتدا تعداد تپ های الکتریکی قرائت شده و سپس از منطقه کره تاثیر نمونه خاک را برداشت کرده و به روش جرمی رطوبت آن سنجیده می شود . پس از چندین اندازه گیری در رطوبت های مختلف امکان به دست آوردن معادله یا منحنی واسنجی وجود خواهد داشت . منحنی واسنجی دستگاه نوترون متر غالبا به شکل خط مستقیم می باشد که معادله آن به صورت زیر است . معمولا قرائت استاندارد در همان محل اندازه گیری و در وضعیتی که میله نوترون متر هنوز از داخل محفظه خود خارج نشده است به دست می آید . بدین ترتیب که با روشن کردن دستگاه و انجام شمارش در همان دوره زمانی استاندارد یک دقیقه صورت گرفته و عدد به دست آمده به عنوان شمارش استاندارد در نظر گرفته می شود . توصیه می شود قرائت استاندارد ، یک بار قبل از آزمایش و بار دیگر پس از آزمایش تعیین و میانگین آنها در محاسبات لحاظ شود . پس از به دست آوردن قرائت استاندارد میله از داخل دستگاه بیرون آورده شده و در داخل خاک در موقعیت مورد نظر ، شمارش نوترونی صورت می گیرد … با توجه به آنچه گفته شد ملاحظه می شود که دستگاه نوترون متر از نظر سرعت کار بر سایر روش ها ارجحیت دارد ولی نباید از نظر دور داشت که گران بودن دستگاه خطرات احتمالی ناشی از نشت تابش های رادیواکتیو از معایبی است که بر این روش گرفته می شود . از نظر حفاظتی میله دستگاه که چشمه رادیواکتیو در آن قرار دارد در وضعیت معمولی در داخل محفظه پر از پارافین قرار می گیرد و لذا خطرات نشت تابش از آن بسیار اندک است . البته این امر خود باعث سنگینی دستگاه می شود که یکی دیگر از معایب آن به شمار می رود . دستگاه تابش گاما : یکی دیگر از روشهای تابشی برای تعیین رطوبت خاک استفاده از دستگاههایی است که تابش گاما را به داخل خاک گسیل می دهد . اگر نمونه ای از خاک را انتخاب و از یک طرف تابش گاما وارد آن کنیم ، خاک باعث می شود که از شدت تابش کاسته شود . اگر در طرف دیگر نمونه شدت تابش را اندازه گیری کنیم ملاحظه خواهد شد که از مقدار آن کاسته شده است . کاهش شدت تابش بستگی به دانسیته و رطوبت خاک و فاصله ای دارد که تابش در خاک طی می کند دارد و اگر دانسیته خاک ثابت باقی بماند می توان گفت که تغییرات شدت تابش بستگی به رطوبت خاک دارد . از مزایای روش رطوبت سنجی با تابش گاما این است که بر خلاف روش نوترونی که در آن متوسط رطوبت خاک در حجم کره ای به شعاع تقریبی 20 سانتی متر اندازه گیری می شد ، با این روش می توان رطوبت را در هر مقطعی از خاک تعیین کرد . البته این روش بیشتر در کارهای تحقیقاتی استفاده شده و کاربرد آن در کارهای صحرایی کم است. در روش رطوبت سنجی گاما معمولا از یک چشمه رادیواکتیو 25 میلی کوری سزیوم 137 استفاده می شود که انرژی آن کم و در حدود 661/0 میلیون الکترون ولت است . چشمه رادیواکتیو در داخل محفظه سربی قرار گرفته است تا در حالت عادی خطرات ناشی از آن به حداقل برسد . پس از آن که تابش های تولید شده توسط چشمه از داخل خاک عبور کرد در طرف دیگر به وسیله حساس تابش های مستهلک شده را دریافت و ثبت می نماید .
بلوک گچی : یکی دیگر از روش های ساده برای اندازه گیری رطوبت خاک استفاده از قالب یا بلوکهای گچی است که به نام بلوکهای مقاومت نیز معروفند . برای ساختن بلوک گچی قالب مکعبی شکل به ابعاد 5/1*3*4 سانتی متر را تهیه کنید ، سپس دو قطعه تور سیمی از فولاد ضد زنگ به ابعاد 2*1 سانتی متر انتخاب کرده و به هر کدام یک سیم را لحیم کنید . این صفحات را که الکترود می نامیم به فاصله کمی از هم به طور موازی در داخل قالب قرار دهید و با قاب یا بست پلاستیک آنها را محکم کنید . پس از آماده شدن قالب و الکترودها گچ دندان پزشکی را به نسبت 1 به 1 با آب مقطر مخلوط کرده و خوب به هم زده و آن را یک دفعه اما به آرامی داخل قالب بریزد . با ضربه زدن به قالب سعی کنید هوای محبوس شده را خارج کنید . پس از آن گچ به اندازه کافی سفت شده و می توان آن را از قالب خارج کرد . بلوکها را حداقل به مدت یک شبانه روز در سایه خشک کنید آنگاه آنها را داخل آب قرار دهید تا به مدت 5/0 ساعت اشباع شوند و در همین وضعیت مقاومت دو سر الکترود را با دستگاه مقاومت سنج اندازه گیری کنید ، اگر عدد قرائت شده در بعضی از بلوکها از 5 درصد متوسط قرائت ها تجاوز کرد از آنها استفاده نکنید . بلوکهای آماده شده را داخل خاک گلدان قرار داده و پس از آبیاری مقاومت را در زمانهای مختلف اندازه گیری کرده و همزمان با برداشت نمونه رطوبت خاک را به دست آورید . با رسم منحنی تغییرات مقاومت بلوک و درصد رطوبت خاک بلوکها واسنجی می شوند . حال اگر این بلوکها را در خاک نصب کنیم کافی است فقط مقاومت را اندازه گیری کرده و از روی این منحنی ها می توان درصد رطوبت خاک را به دست آورد . در هنگام آزمایش بلوکهای گچی پس از آنکه آنها را داخل آب قرار دادید تفاوت قرائت بلوکها نباید از 50 اهم بیشتر باشد . در اینصورت بلوکها یکنواخت نخواهد بود . اگر قرائت بلوکها در داخل آب همگی صفر باشند ایده آل است اما اگر قرائت ها اعدادی تا حدود 400 اهم را نشان دهند باز هم می توان با اعمال ضریب اصلاحی از آنها استفاده کرد ولی اگر قرائت بلوک در آب بسیار زیاد بود حتما توصیه می شود که از آن استفاده نشود . در حد ظرفیت زراعی باید قرائت بلوک حدود 500 تا 600 و در حد پژمردگی 50000 تا 75000 اهم باشد . البته بلوک گچی باید قادر باشد تا مقاومت 1000000 و 200000 اهم را هم اندازه گیری کند . برای جلوگیری از پلاریزه شدن الکترودها و امکان بروز اشتباه در اندازه گیری رطوبت توصیه می شود از مقاومت سنجهایی استفاده شود که در آنها جریان برق مستقیم باطری به جریان متناوب تبدیل می شود . برای این منظور معمولا مقاومت سنج های 1000 سیکلی به کار برده می شود ، زیرا با انجام این کار از عمل قطبی شدن جلوگیری شده و در اندازه گیریها کمتر اشتباه بروز می کند . مهمترین مزیت بلوکهای گچی علاوه بر سرعت اندازه گیری درجه دقت آنها در رطوبت های کم است . علاوه بر این بلوکها ارزان بوده و می توان تعداد زیادی از آنها را با هزینه کم در داخل خاک نصب کرد . بزرگترین مشکل در بلوکهای گچی حساسیت آنها به شوری محلول خاک است . وجود نمک در آب باعث می شود که هدایت الکتریکی بلوک افزایش یافته و این امر باعث اشتباه در تخمین رطوبت گردد . زیرا اساس اندازه گیری رطوبت با بلوک گچی این است که وقتی یک بلوک خشک در خاک قرار می گیرد به دلیل خشک بودن بلوک هدایت الکتریکی بین دو سر الکترود صفر یا بسیار اندک است . اما چون بلوک از گچ با دانه های ریز درست شده است بلافاصله به لحاظ پتانسیلی با خاک تبادل رطوبت کرده و از این نظر با آن متعادل می شود . جذب آب توسط بلوک باعث افزایش هدایت الکتریکی می شود . حال اگر خاک شور باشد آبی که جذب بلوک می شود حاوی نمک بوده و لذا هدایت الکتریکی بیشتر افزایش می یابد . به طوریکه در دو خاک مشابه با رطوبت یکسان ، اگر یکی شور بود و دیگری شور نباشد ، عدد قرائت شده با بلوک یکسان نخواهد بود . با توجه به نیاز تعادل پتانسیلی بین بلوک و خاک لازم است که پس از نصب بلوک به مدت چندین ساعت صبر کرد تا این تعادل برقرار شود . برای این منظور بلوکها قبل از آبیاری در خاک قرار داده می شوند و معمولا در تمام فصل رشد در خاک باقی مانده و فقط سیمهای متصل شده به الکترودها از خاک خارج می باشد که در موقع اندازه گیری به دو سر مقاومت سنج وصل شوند . گرچه در خاکهای معمولی بلوک می تواند تا 5 سال مورد استفاده واقع شود ولی در خاکهای شور یا آلی و خاکهای مرطوب بیش از یک سال عمر نخواهند کرد . در استفاده از بلوکهای گچی توصیه می شود فاصله آنها از یکدیگر در خاک کمتر از 30 سانتی متر نباشد بلوکها نسبت به درجه حرارت حساس بوده و در هنگام واسنجی آنها باید مساله در نظر گرفته شود .
پیزومتر : برای اندازه گیری پتانسیل فشاری در خاک معمولا از لوله های پیزومتر استفاده می شود . پیزومتر یک لوله ساده است که دو سر آن باز می باشد . اگر یک سر لوله را در خاک و نقطه مورد نظر قرار دهیم در صورت وجود پتانسیل فشاری آب در لوله بالا خواهد آمد . ارتفاعی که آب در لوله بالا می آید برابر پتانسیل فشاری در آن نقطه است .
سنسور های رطوبت
سنسورهای رطوبتی برای تبدیل تغییرات رطوبت نسبی هوا و گازها به تغییرات سیگنال الکتریکی به کار می رود.
انواع مختلف سنسور های رطوبت وجود دارد که در ساختمان دستگاههای الکترونیکی کنترل و اندازه گیری رطوبت استفاده می شود. مهم ترین انواع این سنسورها نوع مقاومتی و نوع خازنی می باشد.
سنسورهای رطوبتی رزیستیو پلیمر یکی از پر مصرف ترین انواع سنسور های مقاومتی است و برای کاربرد های صنعتی، آزمایشگاهی و نظامی کاملا" مناسب می باشد.
فناوری موجود نوع جدیدی از سنسورهای رطوبتی رزیستیو پلیمر را معرفی می کند که دارای مزایای فوق العاده نسبت به انواع موجود بوده و در واقع کمبودها و ایرادات انواع قدیمی را برطرف نموده است.
انواع قدیمی این سنسورها در مقابل غوطه وری در آب و همچنین تشکیل قطرات شبنم تخریب شده و یا دقت خود را از دست می دهد ولی سنسور جدید حتی در صورت غوطه وری در آب و حلالهای آلی مانند استون، مجددا" بدون نیاز به کالیبراسیون قابل استفاده است.
تولید این سنسور مانند مدارات مجتمع الکترونیک و با تکنولوژی هیبرید لایه نازک و یا لایه ضخیم انجام می گیرد و بنابراین قابلیت تولید انبوه و تکرار پذیری در فرایند تولید دارد.
مزایا:
● عدم حساسیت به میدانهای الکتریکی
● عدم حساسیت به تماس آب و حلال های آلی
● قیمت تمام شده پایین
●سهولت پروسه تولیدقابلیت تولید انبوه
● مناسب برای اندازه گیری رطوبت هوا و گازها در محدوده 98%98%RHRH~5
● قابلیت طراحی و تولید در ابعاد مختلف
کاربردها:
● مصارف آزمایشگاهی
● هواشناسی
● مصارف پزشکی
● هوانوردی (هوا و فضا)
● صنایع نظامی
● صنایع غذایی
● صنایع چاپ
● نساجی
● کشاورزی هیدروپونیک
● آردسازی
● صنایع چای و توتون
● مراکز پرورش طیور
● تاسیسات تهویه مطبوع
● مصارف عمومی و خانگی
همچنین فناوری طراحی و تولید انواع سیستمهای الکترونیکی کنترل و اندازه گیری رطوبت، ماژول های درایور سنسور های رطوبت، روش های کالیبراسیون و تجهیزات تست و کالیبراسیون بطور کامل قابل ارائه می باشد .
سنسورهای رطوبت:
توانایی هوا در نگهداشتن آب تاثیر قابل ملاحظه ای روی تعداد زیادی از فرایند ها که در اتمسفر عادی انجام می گیرند، برحسب تعداد کاربرد هایی که شامل می شود، آب ممکن است ماده خیلی مهمی در زندگی روزمره ما باشد و آن در هوا، جامدات و سیالات اتفاق می افتد. انی در این مواد تشخیص داده می شود. با وجودیکه جمله رطوبت معمولاً به آب موجود در هوا اطلاق می شود (که مهمترین کار اندازه گیری رطوبت نشان داده می شود)، آن اغلب خیلی مفید است که بتوان محتوای آب جامدات و مایعات را بطور مستقیم تعیین نمود.
وقتی غلظت بخار آب در گازها، اصولاً در هوا، تعیین می شود مهم است که میان موارد زیر فرق گذاشت:
رطوبت مطلق، که مقدار بخار آب موجود در واحد حجم گاز است و بوسیله گرم بر مترمکعب اندازه گیری می شود.
رطوبت اشباع، که مقدار ماکزیمم آب موجود در واحد حجم گاز است و بوسیله گرم بر مترمکعب اندازه گیری می شود.
رطوبت نسبی، که نسبت رطوبت مطلق به رطوبت اشباع است و مقدار آن بین 0 و 1 می باشد.
همچنین نسبت فشار جزئی بخار آب در دمای اندازه گیری به فشار اشباع ممکن در همان دما استفاده شود. عموماً، آن رطوبت نسبی است که مهمترین مقدار اندازه گیری ده را نشان می دهد یک اندازه قابل استفاده غالباً نقطه تراکم می باشد. این دمایی است که در آن رطوبت اتمسفر که قابل ملاحظه است فرض می شود که رطوبت نسبی در آن مقدار 1 را دارد. وقتی که دما زیر این نقطه بیافتد بخار آب شروع به تراکم می کند.
اندازه گیری مستقیم محتوای آب مایعات و جامدات خیلی مشکل است چون آن بندرت ممکن است که محتوای آب یک محصول بعنوان یک اندازه گیری جداگانه انجام شود. در جامدات این مقدار براحتی بوسیله وزن کردن محصول، خشک کردن آن و سپس دوباره وزن کردن آن بدست می آید. اگرچه، تعدادی منبع خطا در ارتباط با این روش، برای مثال تجزیه شدن پروب، طول مدت خشک کردن و نوع پیوند آب وجود دارد.
سیستم های اندازه گیری موثق از زمان های طولانی برای تعیین مقدار رطوبت وجود داشته است. این شامل روش های مکانیکی از قبیل رطوبت سنج مو، پسی کرومتر و شناساگر رطوبت LiCl که در آن مقاومت سطح سنجیده می شود. یک ولتاژ A.C در الکترود شماره 3 بکار برده می شود. این موجب جاری شدن یک جریان از میان LiCl و گرم کردن محلول LiCl می گردد. در نتیجه آب از محلول بخار می شود. بزودی تمام آب بخار می شود، هدایت و با آن جریان ما بین الکترودها بسرعت تنزل و دما سقوط می کند. رطوبت سنج LiCl حالا قادر به جذب آب از هوا است. هدایت آن افزایش یافته و جریان دوباره موجب تبخیر آب می شود. در این روش دما خودش را به حالت تعادل مابین توان الکتریکی بکار گرفته شده و انرژی گرمایی مورد نیاز برای تبخیر تنظیم می کند. این تعادل بطور انحصاری بستگی به فشار بخار آب هوای اطراف دارد و بنابراین میزانی از رطوبت مطلق است. دما در تعادل بوسیله اندازه گیری مقاومت (1) ثبت می شود و سپس بعنوان یک کمیت الکتریکی عمل می کند. اندازه گیری رطوبت نسبی 90-15% در دمای °C 60-0 ممکن است. زمان پاسخ برحسب دقیقه می باشد اهمیت تکنیکی این آشکارگرهای کلاسیک امروزه که سنسورهای قابل کوچک کردن، چیپر هستند، تندتر و بعضی اوقات خیلی صحیح است. سه روش وجود دارد.
سه روش:
نوع اولتغییرات در مقاومت، بویژه در مقاومت سطح، اساس یک نوع از سنسورهاست.
این شامل رطوبت سنج های سرامیکی است که همچنین جذب سطحی آب در سطح داخلی مواد سرامیکی خلل و فرج دار استفاده می شود که از پودر سینتر شده است. سرامیک های مورد استفاده ZnCr2O-LiZnVO4,MgCr2O4-TiO2-V2O5 و پرووسکیت است. سنسورهای ساخته شده از MgCr2O4-TiO4 بطور تجارتی در اجاق های میکرویو استفاده می شود. آنها دارای زمان پاسخ حدود 20S و میزان رطوبت در حدود 90-30% می باشند. دیگر سنسور براساس مقاومت شامل پلی استایرین سولفونه شده یا پودر کربن سوسپانسه شده در سلولز ژلاتین می باشد. هدایت سطح این سنسورها وقتی آنها آب می گیرند تغییر می کند. موادی از قبیل ترکیب های LiF/Al2O3، فسفات های زیرکونیوم و سیلکیات ها، پلی سیکلو اکسان ها با گروه های آب دوست و پلیمرهای معین برای این دسته از سنسور مساعد هستند. پلیمرها باید به رطوبت حساس و در همان زمان غیرقابل حل در آب باشند. پلی وینیل پیریدین متصل شده بطور رایج برای این نیاز مناسب است.
نوع دوم تغییراتی را در ظرفیت ایجاد می کند. بطور کلی، این سنسورها برد وسیعی از رطوبت ها را ثبت می کنند و از سنسورهایی که برپایه روش مقاومت قرار دارند بسیار صحیح تر هستند.
روش های فیلم نازک از آن بعنوان سوبسترا (شیشه، سرامیک) استفاده کردند چون آنها ساختمان ساده دارند و لایه ها جمع و جور است. در کنار Al2O3 اکسید تانتالیوم و اکسید تیتانیوم استفاده می شوند. اخیراً پلیمرهای با یک DC نسبی 15-2 بطور روزافزونی انتخاب می شوند. این مواد درجه بالایی از پایداری مدت ـ طولانی و شامل استات سلولز، پلی استایرن، پلی ایمید ا هستند که می توانند داخل لایه ها، حساس با استفاده از روش های پوشش قالبی، بخوبی پلیمرهای تولید شده بوسیله پلیمریزاسیون تخلیه گرم تشکیل شوند. ظرفیت می تواند هم در صفحه جاذب شبه ـ فیلم یا حالت عمودی آن اندازه گیری شود. در مورد دوم، ساختمان "ساندویچی" یکی از دو الکترود باید به رطوبت تراوا باشد. عموماً این بوسیله استفاده از یک فیلم طلایی صورت می گیرد که ضخامت آن یک سازیشی مابین پایدری عنصر (فیلم ـ ضخیم) و زمان پاسخ پائین (فیلم ـ نازک) را نشان می دهد.
این نوع از سنسور رطوبت براساس ـ پلیمر، برای مثال برای اندازه گیری رطوبت نسبی از روی برد کامل مقادیر در دماهای مابین °C 60- و °C 30+ استفاده شوند. در این متال ارزیابی الکترونیک ها شامل یک پل اندازه گیری HF با خطی نمودن بعدی مقادیر علامت می باشد. کاربردهای دیگر با استفاده از ASICها انجام می شود.
خازن، سنتسورهای رطوبتی پلیمر در حال حاضر با دریافت پائین و زمان عمر چندین سال ساخته می شود. یک درجه بالایی از برگشت پذیری می توان بدست آید. آنها بعضی اوقات می توانند برای تعیین محتوای آب مواد مایع از قبیل محلول های آلی یا سوخت استفاده شوند.
نوع سوم سنسور رطوبت سنتسور نقطه تراکم می باشد. نقطه تراکم، همانطور که تعریف آن پیشنهاد می کند، بوسیله سرد نمودن سطح آزمایش و مشاهده متراکم شدن یا تشکیل لایه مایع بعنوان تابعی از دما می تواند اندازه گیری شود. این مشاهده برای مثال، می تواند بطور نوری انجام شود. اگر سطح آزمایش صاف و صیقلی باشد آن بوسیله ته نشینی آب تیره شده و انعکاس پرتور نور پحش می شود. این اثر برای تشخیص آسان است. غالباً روش های اندازه گیری خازن یا هدایت مورد استفاده قرار می گیرد. یک الکترود با استفاده از علم تکنیک فیلم ـ نازک بعنوان یک خازن با یک ظرفیت بکار می رود که وقتی مایع روی آن می نشیند تغییر می کند.
هیچ سنسور کوچک شده برای اندازه گیری محتوای آب جامدات وجود ندارد. روش های کلاسیک اندازه گیری هدایت الکتریکی همراه با جذب میکرویو مادون قرمز تعیین کننده است.

روش های حس
اندازه گیری نم و رطوبت را به چهار روش می توان تقسیم کرد: 1ـ استفاده و کاربرد در نم سنج ها که مستقیماً خروجی حس کننده نم روی RH% تنظیم می شود. 2ـ کاربرد در بخارسنج ها که دو دما تولید و خوانده می شود و جهت جمع آوری این قرائت ها از نقشه ای همرا با RH% و رطوبت استفاده شده است. 3ـ کاربرد دیگر در حسگرهای نقطه شبنم است که از آن نقطه مقدار رطوبت بدست می آید. 4ـ در نهایت فقط کاربرد در سیستم های حس از راه دور نم که میزان رطوبت با استفاده از امواج الکترومغناطیسی خوانده می شود.
روش های حس در نم سنج ها
ساده ترین عناصر اندازه گیری نم عناصر مکانیکی هستند که با افزایش نم طول آن ها تحت تاثیر قرار می گیرد. بعضی از مواد پلاستیکی این خاصیت مهم را دارا می باشند. در حال حاضر با پیشرفت تکنولوژی از عناصر مکانیکی به جهت سنجش رطوبت در رطوبت سنج ها بهره گرفته نمی شود ، اما هنوز این عناصر به جهت سادگی در گستره وسیعی برای آشکارسازی رطوبت استفاده می شوند، در ادامه به بررسی و جزئیات بیشتر عناصر مختلف نم سنج می پردازیم.
نم سنج خازنی ـ اصول و اساس کار عناصر نم سنج خازنی مبتنی بر اصل اکترود ثابت و دی الکتریک متغییر است که جزئیات این طرح که یک لایه نازکی از دی الکتریک بین دو الکترود بالا و پایین قرار گرفته و علاوه بر آن متخلخل بودن الکترود بالائی است که به آب اجازه عبور می دهد تا به لایه دی الکتریک برسد و به محض رسیدن آن به دی الکتریک مشخصات و پارامترهای آن تغییر کرده و در نهایت ظرفیت بین الکترود بالائی و پائینی تغییر و تحت تاثیر قرار می گیرد که همین تغییرات حاصله معرف رطوبت موجود است.
نم سنج مقاومتی ـ عناصر نم سنج مقاومتی کاربرد گسترده ای پیدا کرده اند و شکل هائی بصورت ویفر و استوانه دارند. کلاً در اولین نم سنج مقاومتی از لایه نم نما با 2 تا 5% لیتیوم کلراید مایع استفاده شده که دارای دو الکترود است و مقاومت هر لایه همراه با تغییرات رطوبت است. دو الکترود سیمی روی یک محور پیچیده شده اند (نوعی پلی استرن) و با الکتورد هائی به شکل تراشه و بصورت زیگزاگ روی ماده ای بعنوان زیربنا قرار می گیرد که با لایه ای از نمک رطوبت نما پوشیده شده است در عناصر رطوبت سنج مشابه، از تغییرات مقاومت زیربنا بدون بهره گیری از لایه رطوبت نما (حساس به رطوبت) جهت آشکارسازی رطوبت استفاده می شود.

سنسورهای هوشمند
این سنسور که ساخت شرکتت AMETEK می باشد ، دارای تکنولوژی Magnetostrictive بوده و بدین ترتیب یک موقعیت سنج خطی مطلق می باشد. از خصوصیات بارز آن می توان به مواردی چون دقت بالا، دارای صفر و زمان قابل برنامه ریزی ، تنظیم اتوماتیک و غیر تماسی بودن اشاره نمود. ضمناً این سنسورها ارزان قیمت و در اندازه کوچک موجود می باشد .
قابلیت تکرار پذیری این سنسور 1 0/ 0 درصد رنج اندازه گیری بوده و خروجی آن می تواند صفر تا10VDC یا 4-20mA یا ±10VDC باشد.
یک قابلیت منحصر بفرد این سنسور استفاد ه از LED جهت تعیین حالت های مختلف می باشد. بطوریکه اگر LED سبز باشد ، نشان دهنده میدان مغناطیسی مناسب و فعال بودن برنامه است .هنگامی که LED قرمز می شود، از نبود میدان مغناطیسی و یا خارج شدن از رنج اندازه گیری و قرار گرفتن در ناحیه مرده (dead zone) ما را مطلع می سازد. هنگامی که LED زرد باشد، نشان دهنده این است که ما هنوز در رنج اندازه گیری مطلوب هستیم اما ازناحیه فعال برنامه ریزی شده خارج شده ایم .
این سنسور بصورت عمودی و یا افقی قابل نصب بوده و مغناطیس آن می تواند یک Slider باشدکه یک مسیر مشخصی را طی می کند و یا یک مغناطیس شناور (Float magnet) که در بالای سنسوری نصب شده باشد.
کاربرد این سنسور در سیستم های فید بک پیوسته کم هزینه بوده که در این موارد جایگزین خوبی برای سنسورهای مجاورتی ، پتا سیومترها ، محدودکننده ها می باشد . چند نمونه از کاربردهای این سنسور به شرح زیر است. این سنسور در دستگاه های پرس ، چاپ ، قالب زنی ، انفصال موقعیت یابی غلتک و بسیاری موارد صنعتی دیگر استفاده می شود .
در اتوماسیون سخت(Hard Automation) که درآن یک ماشین وظیفه مشخص را همان گونه که در صنعت مورد نیاز است انجام می دهد، نیازی به هوشمند بودن سیستم نیست. اما برای رسیدن به اتوماسیون هوشمند (Inteligent Automation) به دو جز کلیدی نیازمندیم: هوش مصنوعی و سیستم سنسوری.
به کمک این دو می توان به ربات های صنعتی با کاربردهایی در نقاشی، جوشکاری، حمل و نقل و مونتاژ رسید که قدرت انجام کارهای پیچیده، تشخیص و تفکیک را دارا هستند .

2