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Science Corner: Der Luftfeuchtigkeitssensor

by | Jan 11, 2021 | Science, Hardware

This entry is part [part not set] of 5 in the series Science Corner

Die Messung der relativen Luftfeuchtigkeit hat genauso wie die Temperaturmessung bereits einige Jahrhunderte auf dem Buckel! Bereits im 18. Jahrhundert hatte man begonnen, sich mit der Messgröße Luftfeuchtigkeit auseinander zusetzen. Die ersten Hygrometer (Luftfeuchtigkeitsmesser) entstanden im 19. Jahrhundert und 1877 konnte der deutsche Astronom Wilhelm Klinkerfues sein erstes Messgerät, das Bifilar-Hygrometer, patentieren lassen. Letzteres nutzte Menschenhaare zur Messung, da sich diese bei Feuchtigkeit ausdehnen.

Für die Sensoren, die wir im Shop anbieten, ist es jedoch wichtig zu wissen, dass wir bei diesen nicht die absolute, sondern die relative Luftfeuchtigkeit messen. Hierzu muss man sich als erstes die Definition der absoluten und der maximalen Luftfeuchtigkeit ansehen, beschrieben durch die Werte Leufteuchtigkeit f, Wasserdampfmasse mW und dem Luftvolumen V.

  • Die absolute Luftfeuchtigkeit wird definiert als f = mW / V, also die Wasserdampfmasse im Verhältnis zum Luftvolumen gemessen in in g/m³.
  • Die maximale Luftfeuchtigkeit fmax wird definiert als die Wasserdampfmasse, die das Luftvolumen bei einer bestimmten Temperatur aufnehmen kann.
  • Die relative Luftfeuchtigkeit frel erhält man nun, indem man die absolute und die maximale Luftfeuchtigkeit in Relation setzt. Hier spielt dann natürlich auch wieder die Temperatur, für die fmax  bestimmt wurde, eine Rolle. Die relative Luftfeuchtigkeit ist damit klar abhängig von der jeweiligen Temperatur. Das Ganze sieht dann wie folgt aus:   frel  =  f / fmax = f / fmax * 100 %11

 

Bei den von uns angebotenen Sensoren handelt es sich um Sensoren aus dem Halbleiterbereich und sind somit elektronisch. Diese Sensortypen werden allgemein Absorptionshygrometer genannt, da hier durch die Aufnahme von Wasser die elektronischen Eigenschaften des Sensors verändert werden. Dies kann mithilfe von zwei unterschiedlichen Techniken geschehen:

  • Kapazitive Sensoren nehmen Wasser in einer hygroskopischen Schicht zwischen den beiden Elektroden eines Kondensators auf. Damit wird folglich die elektrische Kapazität des Sensors verändert, worüber man dann die Luftfeuchtigkeit ableiten kann.
  • Impedanzsensoren: Auch hier wird Wasser in einer hygroskopischen Schicht zwischen zwei Elektroden aufgenommen. Im Anschluss kann die Luftfeuchtigkeit hier durch den ohmschen Widerstand, der sich je nach aufgenommener Wassermenge ändert, abgeleitet werden.

Diese hygroskopischen Schichten arbeiten als sogenanntes Dielektrikum und bestehen aus schwach- oder nicht-leitenden Substanzen, u. a. Kunststoffe oder Keramik-Werkstoffe.

Im Bereich Luftfeuchtigkeitsmessung können wir Euch Sensoren der Hersteller AKCP, HW group, GUDE und MessPC anbieten. Wenn Ihr Interesse an kalibrierten Sensoren habt, dann sprecht uns an – hier kann der Hersteller COMET System punkten! COMET System bietet hier unter anderem ein Kombigerät, das U3430, zur Messung von CO2, Temperatur und Lufteuchtigkeit an.

Bei Fragen rund um die Hardware aus unserem Shop helfen wir gerne persönlich weiter – wir sind erreichbar per Mail oder telefonisch unter der 0911 92885-44. Wer uns gerne bei der Arbeit ein bisschen über die Schulter schauen oder den Shop und die angebotenen Produkte verfolgen möchte, kann uns auch auf Twitter folgen – über @NetwaysShop twittert das NETWAYS Shop Team!

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