หลักการทำงานของเครื่องวัดจุดน้ำค้าง

1. เครื่องวัดจุดน้ำค้างแบบกระจกเย็น

ก๊าซที่มีปริมาณน้ำต่างกันจะลอยขึ้นสู่ผิวน้ำที่อุณหภูมิต่างกัน จุดน้ำค้างจะแสดงผลโดยตรงด้วยเทคโนโลยีตรวจจับด้วยแสง ซึ่งตรวจจับชั้นน้ำค้างและวัดอุณหภูมิเมื่อน้ำค้างปรากฏขึ้น วิธีการระบายความร้อนของกระจก ได้แก่ การระบายความร้อนด้วยสารกึ่งตัวนำ การระบายความร้อนด้วยไนโตรเจนเหลว และการระบายความร้อนด้วยอากาศแรงดันสูง เครื่องวัดความชื้นแบบจุดน้ำค้างที่มีกระจกเย็นเป็นวิธีการวัดโดยตรง สามารถใช้เป็นเครื่องวัดความชื้นแบบจุดน้ำค้างมาตรฐานได้ภายใต้เงื่อนไขที่ว่าการตรวจจับจุดน้ำค้างมีความแม่นยำ การระบายความร้อนของกระจกมีประสิทธิภาพสูง และการวัดอุณหภูมิจุดน้ำค้างมีความแม่นยำ

2. เครื่องวัดจุดน้ำค้างแบบเซ็นเซอร์ไฟฟ้า

วัสดุที่ชอบน้ำหรือวัสดุที่ไม่ชอบน้ำถูกนำมาใช้เป็นตัวกลางในการสร้างตัวเก็บประจุหรือตัวต้านทาน และค่าคงที่ไดอิเล็กตริกหรือค่าการนำไฟฟ้าของก๊าซที่มีน้ำเป็นส่วนประกอบจะเปลี่ยนแปลงไปตามนั้นหลังจากที่ก๊าซนั้นผ่านเข้าไป และสามารถวัดค่าตัวเก็บประจุหรือค่าความต้านทาน ณ เวลานั้นได้ ซึ่งจะทำให้ทราบปริมาณความชื้นของก๊าซ ณ เวลานั้นได้ เซนเซอร์ชนิดนี้ซึ่งออกแบบบนระบบวัดจุดน้ำค้าง จะประกอบเป็นเซนเซอร์ไฟฟ้า สำหรับวิเคราะห์จุดน้ำค้าง

3. เครื่องวัดจุดน้ำค้างแบบไฟฟ้า

เครื่องวิเคราะห์ความชื้นระดับไมโครด้วยวิธีทางเคมีไฟฟ้า โดยใช้ระบบหน่วยวัดความชื้นสัมบูรณ์ ถูกออกแบบโดยใช้คุณลักษณะของการสะสมประจุบนอิเล็กโทรดจากการสลายตัวเป็นโมเลกุลขั้วหลังจากดูดซับฟอสฟอรัสเพนทอกไซด์และวัสดุอื่นๆ ปัจจุบัน ความแม่นยำสูงสุดในโลกอยู่ที่ ±1.0°C (อุณหภูมิจุดน้ำค้าง) และความแม่นยำทั่วไปอยู่ที่ ±3°C วิธีนี้ต้องการก๊าซที่สะอาดสูงและสามารถวัดก๊าซกัดกร่อนได้ บริษัทแห่งหนึ่งในเยอรมนีได้พัฒนาวิธีนี้ขึ้นมาแล้ว แต่การใช้งานในประเทศยังมีน้อย

4. เครื่องวัดจุดน้ำค้างแบบการสั่นของคริสตัล

ความถี่การสั่นของผลึกหลังจากเปียกน้ำสามารถเปลี่ยนแปลงได้ จึงสามารถออกแบบเครื่องวัดจุดน้ำค้างแบบสั่นได้ นี่เป็นเทคโนโลยีที่ค่อนข้างใหม่และยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น มีผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องในต่างประเทศ แต่ความแม่นยำต่ำและราคาสูง ตัวอย่างเช่น CI-PC36 และ GEN-25 ของบริษัท Chang'ai เป็นต้น

5. จุดน้ำค้างอินฟราเรด

เครื่องวัดจุดน้ำค้างแบบอินฟราเรดสามารถออกแบบได้โดยใช้หลักการดูดซับความชื้นในก๊าซด้วยสเปกตรัมอินฟราเรด ในปัจจุบัน การวัดจุดน้ำค้างต่ำด้วยเครื่องมือนี้ทำได้ยาก เนื่องจากอัตราการตรวจจับสูงสุดของตัวตรวจจับอินฟราเรดไม่ถึงระดับการดูดซับน้ำปริมาณน้อย และยังมีส่วนประกอบอื่นๆ ในก๊าซรบกวนการดูดซับสเปกตรัมอินฟราเรด อย่างไรก็ตาม นี่เป็นเทคโนโลยีใหม่ที่มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการตรวจสอบความชื้นในก๊าซสิ่งแวดล้อมแบบไม่สัมผัสและออนไลน์

6. เครื่องวัดจุดน้ำค้างแบบเซ็นเซอร์เซมิคอนดักเตอร์

โมเลกุลของน้ำแต่ละโมเลกุลมีคลื่นความถี่การสั่นสะเทือนตามธรรมชาติ เมื่อมันเข้าไปในช่องว่างของโครงสร้างผลึกเซมิคอนดักเตอร์ มันจะสร้างการสั่นพ้องกับโครงสร้างผลึกที่ได้รับแรงกระตุ้นจากประจุ โดยความถี่การสั่นพ้องจะเป็นสัดส่วนกับจำนวนโมลของโมเลกุลน้ำ การสั่นพ้องของโมเลกุลน้ำสามารถทำให้รอยต่อของเซมิคอนดักเตอร์ปล่อยอิเล็กตรอนอิสระออกมา ซึ่งจะเพิ่มการนำไฟฟ้าของโครงสร้างผลึกและลดค่าความต้านทานลง ปริมาณความชื้นที่จุดน้ำค้าง -100°C สามารถวัดได้ด้วยเครื่องวัดจุดน้ำค้างแบบเซมิคอนดักเตอร์ที่ออกแบบมาโดยใช้คุณลักษณะนี้

การประเมินความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างครอบคลุม

ด้วยความก้าวหน้าของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสมัยใหม่ ผู้คนได้นำเทคโนโลยีโฟโตอิเล็กทริก เทคโนโลยีวัสดุใหม่ เทคโนโลยีอินฟราเรด เทคโนโลยีไมโครเวฟ เทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์ เทคโนโลยีใยแก้วนำแสง เทคโนโลยีคลื่นเสียง และแม้กระทั่งเทคโนโลยีนาโน มาประยุกต์ใช้ในการวัดความชื้นในก๊าซ ซึ่งทำให้สาขาการวัดความชื้นแบบดั้งเดิมมีความสดใหม่ขึ้น

การวัดความชื้นปริมาณน้อยในก๊าซเป็นเทคนิคที่ยากลำบาก อาจกล่าวได้ว่าจนถึงปัจจุบันยังไม่มีวิธีการทางเทคนิคที่สมบูรณ์แบบและเป็นที่ยอมรับในโลกที่จะแก้ปัญหาการวัดความชื้นระดับไมโครภายใต้สภาวะการทำงานต่างๆ ได้ แม้จะนำเทคโนโลยีสมัยใหม่มาประยุกต์ใช้แล้ว ก็ยังกล่าวได้เพียงว่าในสภาพแวดล้อมเฉพาะเจาะจง การใช้เทคนิคบางอย่างจะช่วยแก้ปัญหาการวัดความชื้นระดับไมโครได้ในระดับหนึ่ง (รวมถึงช่วงและความแม่นยำ) เท่านั้น ดังนั้น โอกาสในการพัฒนาเทคโนโลยีการวัดความชื้นระดับไมโครจึงกว้างขวางมาก และผู้เชี่ยวชาญด้านเทคนิคยังมีหนทางอีกยาวไกลที่จะต้องพัฒนาต่อไป