Máy đo điểm sương nhận độ ẩm bằng một chiếc gương lạnh như thế nào?
Khám phá mở rộng – Vật lý 12
Máy làm lạnh một mặt gương và dùng ánh sáng để nhận ra khi hơi nước bắt đầu ngưng tụ. Bộ điều khiển giữ lớp ngưng tụ ổn định, còn nhiệt kế đọc nhiệt độ gương để xác định điểm sương trong điều kiện đo. Nó không đếm các giọt nước bằng mắt rồi đổi trực tiếp thành phần trăm độ ẩm.
Từ gương sáng tới gương có sương
Một đèn chiếu lên gương sạch; bộ thu nhận phần ánh sáng phản xạ theo hướng đã chọn. Khi xuất hiện những giọt ngưng tụ, ánh sáng bị phân bố lại và tín hiệu bộ thu thay đổi. Đây là dấu hiệu để hệ điều khiển biết việc làm lạnh đã tới vùng cần quan sát.
Bộ làm lạnh, thường dùng phần tử nhiệt điện trong thiết kế này, được điều chỉnh để lượng ngưng tụ không tăng hoặc mất đi tùy tiện. Cảm biến nhiệt gắn với gương cung cấp kết quả nhiệt độ. Vòng phản hồi là lý do phép đo không chỉ gồm thao tác làm lạnh mãi xuống thấp.
Điểm sương không phải nhiệt độ không khí
Một cốc lạnh có thể đọng nước bên ngoài dù không khí trong phòng ấm. Bề mặt cốc đã làm phần không khí sát nó đạt điều kiện ngưng tụ. Máy đo biến ý tưởng quen thuộc ấy thành phép quan sát được kiểm soát.
Điểm sương phụ thuộc lượng hơi nước và áp suất mẫu. Khi lấy khí nén ra đo, vì vậy cần biết áp suất ở vị trí đo; không được coi giá trị ấy bất biến với mọi thay đổi áp suất. Muốn suy độ ẩm tương đối còn cần thông tin nhiệt độ khí phù hợp.
Tại sao phải giữ gương sạch?
Bụi hoặc màng bẩn cũng làm tín hiệu phản xạ đổi, nhưng không phải vì nước vừa ngưng tụ. Thiết bị cần bù nền, làm sạch và kiểm tra trong điều kiện sử dụng. Ở nhiệt độ thấp, phải phân biệt ngưng tụ nước với tạo băng vì mốc cân bằng khác nhau.
Hiểu lầm: máy này hoạt động giống chip đo ẩm điện dung chỉ vì đều có linh kiện điện. Một bên nhận lớp ngưng tụ trên bề mặt, bên kia nhận thay đổi điện môi trong vật liệu.
Ghi nhớ: tín hiệu quang cho biết tình trạng mặt gương, nhiệt kế cho biết mốc nhiệt; diễn giải kết quả phải đi cùng áp suất và trạng thái nước.
Đọc thêm
- Cảm biến độ ẩm nhỏ xíu nhận hơi nước nhờ một tụ điện ra sao?
- Vì sao nhiệt kế bầu ướt thường chỉ thấp hơn nhiệt kế bầu khô?