Cảm biến đo độ ẩm và nhiệt độ

Mến chào tất cả các bạn nhé, trong bài viết này mình xin giới thiệu đến các bạn các dòng cảm biến đo độ ẩm và nhiệt độ mà bên mình đang cung cấp hiện nay. Đây là các dòng thiết bị có nguồn gốc xuất xứ từ Châu Âu nên được sử dụng khá phổ biến tại thị trường Việt Nam hiện nay. Nếu các bạn đang có nhu cầu tìm hiểu hoặc chọn mua cho mình dòng cảm biến này thì có thể tham khảo bài viết này của mình nhé. Nội dung bài viết gồm cảm biến đo độ ẩm và nhiệt độ là gì ? Các phạm vi có thể sử dụng dòng cảm biến này ? Các thông số kỹ thuật cần quan tâm cũng như các thông tin chi tiết có liên quan khác.

Nếu các bạn đang có nhu cầu đo lường các yếu tố như độ ẩm và nhiệt độ trong phòng, hay ngoài trời, phòng kính,…nhằm bảo quản các loại thực phẩm hay các loại phòng sạch khác thì chúng ta sẽ cần sử dụng đến cảm biến đo độ ẩm và nhiệt độ. Khác với các dòng máy cầm tay khác chúng ta chỉ có thể đo lường tại một thời điểm nhất định.

Nhưng với dòng cảm biến đo độ ẩm và nhiệt độ thì khác, chúng có khả năng đo lường liên tục và thực hiện tốt các nhiệm vụ giám sát cho chúng ta một cách chính xác nhất.

Độ ẩm tuyệt đối

Độ ẩm tuyệt đối (AH) được định nghĩa là lượng ẩm trong không khí mà không liên quan đến nhiệt độ không khí. Nó được đo đơn vị khối lượng trên một đơn vị thể tích – gam trên mét khối.

Không khí là hỗn hợp các chất khí mà khả năng giữ hơi nước là một hàm của nhiệt độ – không khí càng ấm thì khả năng giữ hơi nước càng nhiều. Ở nhiệt độ 30oC (86oF), không khí có độ ẩm tuyệt đối tối đa khoảng 30g / m3. Ở 0oC (32oF), độ ẩm tối đa của không khí giảm xuống còn 5g / m3.

Độ ẩm tuyệt đối cao hơn có nghĩa là có nhiều hơi nước hơn trong không khí trên một đơn vị thể tích, độ ẩm tuyệt đối thấp hơn có nghĩa là không khí chứa ít hơi nước hơn trên một đơn vị thể tích.

Độ ẩm tương đối

Độ ẩm tương đối (RH) là một thuật ngữ mà hầu hết mọi người đã quen thuộc với việc sử dụng nó bởi các nhà khí tượng học và trong các chương trình phát sóng về thời tiết.

Độ ẩm tương đối được biểu thị bằng phần trăm và phản ánh tỷ lệ giữa giá trị hiện tại của độ ẩm tuyệt đối so với độ ẩm tuyệt đối lớn nhất đối với nhiệt độ đó. Vì vậy, nó đại diện cho phần trăm độ ẩm trong không khí so với mức tối đa có thể có ở một nhiệt độ và áp suất nhất định.

Điểm sương

Điểm sương là nhiệt độ mà không khí phải được làm mát (trong điều kiện áp suất không đổi) để đạt được độ ẩm tương đối 100% hoặc độ bão hòa hoàn toàn. Không khí được làm mát hơn nữa vượt quá nhiệt độ đó sẽ dẫn đến hơi nước thoát ra khỏi khí quyển, biểu hiện như sương mù hoặc lượng mưa chẳng hạn. Điểm sương càng cao, càng nhiều hơi nước trong không khí và cảm giác không khí càng ngột ngạt.

Mình xin giới thiệu đến các bạn một vài dòng cảm biến đo mức đến từ Thụy Điển, Thụy Sĩ và Phần Lan, đây là các dòng cảm biến mà bên mình đang cung cấp trên thị trường hiện nay. Như các bạn cũng biết thì các sản phẩm có nguồn gốc từ Châu Âu đều có chất lượng và tuổi thọ rất cao đúng không nào. Chính vì thế khi sử dụng các sản phẩm bên mình các bạn có thể yên tâm nhé, vì bên mình luôn có bảo hành 1 đổi 1 rất lâu dài dành cho các bạn.

Phân loại cảm biến độ ẩm như thế nào ?

Xét theo nguyên lý hoạt động thì chúng ta sẽ có ba loại cảm biến độ ẩm chính được sử dụng, bao gồm:

• Cảm biến độ ẩm điện dung
• Cảm biến độ ẩm điện trở
• Cảm biến độ ẩm độ dẫn nhiệt

Trong đó thì cảm biến độ ẩm điện dung và điện trở được thiết kế để cảm nhận độ ẩm tương đối (RH) còn cảm biến độ ẩm độ dẫn điện được sử dụng để phát hiện độ ẩm tuyệt đối (AH). Cảm biến độ ẩm tương đối thường cũng chứa một điện trở nhiệt để thiết lập việc đọc nhiệt độ.

Có mối quan hệ trực tiếp giữa độ ẩm tương đối trong không khí, lượng ẩm chứa trong vật liệu điện môi và điện dung của cảm biến. Sự thay đổi hằng số điện môi tỷ lệ thuận với giá trị của độ ẩm tương đối. Bằng cách đo sự thay đổi điện dung (hằng số điện môi), độ ẩm tương đối có thể được đo. 

Cảm biến là một phần tử trong chuỗi cũng bao gồm một đầu dò, cáp và bộ phận điện tử (mạch tín hiệu) lấy tín hiệu từ cảm biến và tạo ra tín hiệu đầu ra được điều chỉnh cho mục đích sử dụng và ứng dụng mong muốn.

Cảm biến độ ẩm điện dung cung cấp số đọc ổn định theo thời gian và có khả năng phát hiện một phạm vi rộng trong độ ẩm tương đối. Chúng cũng cung cấp độ gần tuyến tính với biên độ tín hiệu trong phạm vi độ ẩm. Chúng bị giới hạn bởi khoảng cách giữa cảm biến và mạch tín hiệu.

Cảm biến độ ẩm điện trở

Cảm biến độ ẩm điện trở, đôi khi được gọi là cảm biến ẩm hoặc cảm biến độ dẫn điện, là một cảm biến sử dụng sự thay đổi điện trở suất đo được giữa hai điện cực để thiết lập giá trị của độ ẩm tương đối. 

Thiết bị chứa một lớp dẫn hút ẩm ở dạng màng cảm biến độ ẩm polyme được gắn trên đế. Màng dẫn điện chứa một tập hợp các điện cực giống như chiếc lược, thường được lắng đọng từ kim loại quý như vàng, bạc hoặc bạch kim, được đặt theo kiểu xen kẽ để tăng diện tích tiếp xúc giữa các điện cực và vật liệu dẫn điện. 

Điện trở suất của vật liệu dẫn điện sẽ thay đổi tỷ lệ nghịch với lượng ẩm được hấp thụ. Khi hơi nước được hấp thụ nhiều hơn, vật liệu phi kim loại dẫn điện tăng độ dẫn điện và do đó điện trở suất giảm.

Cảm biến độ ẩm điện trở là thiết bị giá rẻ có diện tích nhỏ và có thể thay thế cho nhau một cách dễ dàng. Không giống như cảm biến độ ẩm điện dung, cảm biến độ ẩm điện trở có thể hoạt động trong các ứng dụng giám sát từ xa nơi khoảng cách giữa phần tử cảm biến và mạch tín hiệu lớn.

Cảm biến độ ẩm điện dung

Cảm biến độ ẩm điện dung sẽ hoạt động bằng cách sử dụng một tụ điện, bao gồm hai lớp điện cực giữa là vật liệu điện môi. Trong trường hợp của cảm biến độ ẩm điện dung, vật liệu điện môi là vật liệu hút ẩm, có nghĩa là nó có khả năng hút ẩm từ không khí xung quanh. Chất điện môi thường được sử dụng cho các cảm biến độ ẩm điện dung là một màng polyme, có hằng số điện môi nằm trong khoảng 2-15.

Trong điều kiện không có ẩm, điện dung (khả năng tích trữ điện tích) được xác định bởi dạng hình học của tụ điện và điện trở cho phép (hằng số điện môi) của vật liệu điện môi. Hằng số điện môi của hơi nước ở nhiệt độ phòng bình thường là khoảng 80, lớn hơn nhiều so với hằng số điện môi của vật liệu điện môi. Khi vật liệu điện môi hấp thụ hơi nước từ không khí xung quanh, hằng số điện môi tăng lên, làm tăng điện dung của cảm biến. 

Cảm biến độ ẩm độ dẫn nhiệt

Cảm biến độ ẩm dẫn nhiệt được sử dụng để đo độ ẩm tuyệt đối (AH). Chúng hoạt động bằng cách tính toán sự khác biệt về độ dẫn nhiệt của không khí khô và không khí ẩm. Hai nhiệt điện trở NTC được treo bằng dây mỏng với cảm biến. Một trong các nhiệt điện trở nằm trong một buồng tiếp xúc với không khí qua một loạt các lỗ thông gió. 

Nhiệt điện trở thứ hai được đặt trong một buồng khác bên trong cảm biến được làm kín bằng nitơ khô. Một mạch cầu dẫn điện truyền dòng điện đến các nhiệt điện trở bắt đầu tự tỏa nhiệt. Vì một trong những nhiệt điện trở tiếp xúc với độ ẩm từ không khí nên nó sẽ có độ dẫn điện khác nhau. Có thể thực hiện phép đo chênh lệch điện trở của hai nhiệt điện trở, tỷ lệ thuận với độ ẩm tuyệt đối.

Cảm biến độ ẩm dẫn nhiệt thích hợp sử dụng trong môi trường có nhiệt độ cao hoặc môi trường ăn mòn, độ bền cao và có thể cung cấp độ phân giải cao hơn so với các loại cảm biến độ ẩm khác.

Cảm biến đo độ ẩm và nhiệt độ là gì ?

Trước khi vào nội dung chính thì chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu các thông tin cơ bản về dòng cảm biến này trước nhé. Cảm biến đo độ ẩm và nhiệt độ hay gọi tắt là cảm biến đo độ ẩm là một thiết bị có khả năng đo lường độ ẩm cũng như nhiệt độ của không khí. Thông thường sẽ được sử dụng trong phòng hoặc ngoài trời.

Cảm biến sẽ có 2 ngõ ra tín hiệu là độ ẩm rH và tín hiệu nhiệt độ riêng biệt, chúng ta có thể đấu nối các ngõ ra này với các loại màn hình hiển thị và PLC để điều khiển một cách dễ dàng.

Mình xin giới thiệu đến các bạn dòng cảm biến đo độ ẩm đến từ Thụy Sĩ và Thụy Điển, đây là 2 dòng cảm biến được sử dụng khá phổ biến hiện nay ở Việt Nam đấy các bạn nhé. Các dòng cảm biến độ ẩm và nhiệt độ bên mình đều có nguồn gốc xuất xứ từ Châu Âu nên về chất lượng cũng như khả năng đáp ứng công việc rất tốt. Hơn nữa thì với chính sách bán hàng và chế độ bảo hành bên mình, các bạn có thể yên tâm khi chọn mua nhé.

Cảm biến đo độ ẩm và nhiệt độ hoạt động tốt trong các môi trường nào ?

Như mình có chia sẻ sơ lược bên trên thì dòng cảm biến này sẽ có khả năng đo lường 2 đại lượng vật lý đó là nhiệt độ và độ ẩm của môi trường không khí bình thường. Chúng thường được lắp đặt và sử dụng trong các phòng kính, phòng sạch, nơi bảo quản các loại lương thực và thực phẩm, nông sản, rau củ,…Bên cạnh đó thì chúng ta cũng có thể sử dụng chúng trong các môi trường ngoài trời một cách dễ dàng. 

Trong các ứng dụng phòng sạch hay phòng bảo quản thì ta cần đo ẩm trong mức cho phép. Tuy nhiên chúng ta không thể nào giám sát chúng một cách liên tục được mà phải sử dụng đến cảm biến. Thiết bị này được lắp đặt cố định và đo lường liên tục để truyền tín hiệu đi đến các loại thiết bị điều khiển độ ẩm và nhiệt độ trong phòng sau cho phù hợp nhất. Cảm biến sẽ có ngõ ra dạng analog 4-20ma cho độ ẩm và RTD cho nhiệt độ.

Các ứng dụng thường thấy nhất như:

• Về phía nghiên cứu khoa học thì cảm biến đo lường độ ẩm cùng với các cảm biến môi trường khác, được sử dụng trong các trạm thời tiết nơi các nhà khí tượng học thu thập dữ liệu môi trường để nghiên cứu thời tiết/khí hậu và đưa ra dự báo thời tiết.
• Kiểm soát độ ẩm trong các kho chứa hàng hóa, nguyên vật liệu để ngăn ngừa nấm mốc phát triển.
• Trong các nhà kính, phòng tắm hơi, bảo tàng và máy ấp trứng cũng sử dụng máy đo độ ẩm để đảm bảo lượng ẩm không khí ở mức thích hợp cho cây, động vật, con người và trong trong khu vực kín.
• Trong trường hợp sử dụng phức tạp hơn đó là kết hợp thiết bị đo độ ẩm với cảm biến nhiệt độ và cảm biến áp suất để sử dụng trong các hệ thống HVAC để giữ cho tòa nhà ở nhiệt độ thoải mái và chất lượng không khí tốt nhất.

Cảm biến đo độ ẩm và nhiệt độ của Thụy Điển:

Đây là dòng cảm biến đo độ ẩm đầu tiên mình muốn giới thiệu đến các bạn, dòng này có nguồn gốc xuất xứ từ hãng VCP của Thụy Điển. Thiết bị được mình cung cấp khá lâu trên thị trường hiện nay.

• Xuất xứ: nhập khẩu từ hãng VCP – Thụy Điển
• Dãy độ ẩm đo: thang đo sẽ là 0÷100% rH
• Dãy nhiệt độ có thể đo: có thể đo lường nhiệt độ trong khoảng -30÷100°C
• Sai số độ ẩm: mức sai số trong khoảng ±2%
• Sai số nhiệt độ: mức sai số trong khoảng ±1%
• Ngõ ra (Output): tín hiệu analog 4-20mA/0-10v
• Nguồn cấp: 10÷36VDC
• Kích thước: 87 x 87 x 30 mm
• Tiêu chuẩn bảo vệ: IP30
• Có màn hình hiển thị nhiệt độ và độ ẩm.

Cảm biến đo độ ẩm và nhiệt độ của Thụy Sĩ:

Dòng cảm biến nhiệt độ và độ ẩm này được mình nhập khẩu về trong thời gian gần đây để dần thay thế cho dòng bên trên mình vừa giới thiệu. Dòng này sẽ không có màn hình hiển thị như dòng trên.

Tuy nhiên thì chúng ta có thể đặt hàng để có được loại có hiển thị. Giá thành của dòng đo độ ẩm Belimo – Thụy Sĩ sẽ tốt và dễ tiếp cận hơn so với dòng của Thụy Điển. Các bạn có thể tham khảo một vài thông số kỹ thuật dưới đây nhé.

• Model: sản phẩm có mã là 22DTH-13M
• Xuất xứ: được bên mình nhập khẩu từ hãng Belimo – Switzerland
• Nguồn cấp: sử dụng nguồn 24VDC
• Dãy đo: cảm biến đo lường trong khoảng 0-100% rH
• Ngõ ra: tín hiệu ra dạng analog 4-20ma
• Nhiệt độ làm việc: trong khoảng -40-80°C
• Thời gian bảo hành: lên đến 12 tháng 1 đổi 1 nếu phát sinh lỗi từ nhà cung cấp.

Cảm biến đo độ ẩm và nhiệt độ của Phần Lan:

Mình xin giới thiệu đến các bạn dòng cảm biến đo độ ẩm được sản xuất bởi hãng Produal – Phần Lan. Đây là dòng cảm biến đo độ ẩm được mình nhập khẩu về trong thời gian gần đây nhằm thay thế cho các dòng cảm biến đo độ ẩm và nhiệt độ trước.

Ưu điểm của dòng cảm biến nhiệt độ và độ ẩm này sẽ là giá thành hợp lý hơn, có thể tùy chọn nhiều dạng ngõ ra khác nhau và còn có thể tùy chọn thêm loại có màn hình hay không có màn hình tích hợp. Các bạn có thể tham khảo một vài thông số dưới đây nhé.

Thông số của cảm biến:

• Model: sản phẩm có mã là KLK 100
• Xuất xứ: được bên mình nhập khẩu từ hãng Produal – Phần Lan
• Nguồn cấp: sử dụng nguồn trong khoảng 15-28V nhưng phổ biến là 24VDC
• Dãy đo của cảm biến:
  • Dãy đo độ ẩm: cảm biến đo lường trong khoảng 0-100% rH
  • Dãy đo nhiệt độ: cảm biến đo lường trong khoảng -40-50°C
• Mức sai số:
  • Sai số độ ẩm: mức sai số khoảng ±2% rH ở mức nhiệt độ 25°C
  • Sai số nhiệt độ: mức sai số khoảng ±0.5°C ở mức nhiệt độ 25°C
• Ngõ ra: tín hiệu ra ta có thể tùy chọn dạng analog 4-20ma/ 0-5v/ 2-10v/ relay/ Modbus RTU
• Nhiệt độ làm việc: trong khoảng -30-50°C
• Hiển thị: ta có thể tùy chọn loại có hoặc không có màn hình tích hợp
• Kết nối: thông qua mặt bích có thể điều chỉnh chiều dài que đo
• Kích thước tổng thể: 79 x 98 x 220 mm
• Vật liệu cấu thành: PBT, PC, PA và Inox
• Thời gian bảo hành: lên đến 12 tháng 1 đổi 1 nếu phát sinh lỗi từ nhà cung cấp.

Các tùy chọn khác của dòng KLK 100:

• KLK 100: cảm biến đo độ ẩm và nhiệt độ tiêu chuẩn
• KLK 100-N: cảm biến đo độ ẩm và nhiệt độ có màn hình tích hợp
• KLK-M: cảm biến đo độ ẩm và nhiệt độ có thêm ngõ ra modbus
• KLK-M-N: cảm biến đo độ ẩm và nhiệt độ có màn hình tích hợp và ngõ ra modbus
• KL-R: module relay tùy chọn thêm cho cảm biến độ ẩm

Cảm biến đo độ ẩm gắn tường KLU 100 và KLU 100-N:

Nếu các bạn đang có nhu cầu đo độ ẩm trong phòng họp, phòng khách, không gian kín thì chúng ta cũng có thể sử dụng đến dòng cảm biến đo độ ẩm gắn tường KLU 100 và KLU 100-N của hãng Produal – Phần Lan này nhé. Dòng này có thể đo lường nhiệt độ và độ ẩm tương tự như các loại bên trên mình vừa chia sẻ. Các thông số kỹ thuật như sau:

• Model: sản phẩm có mã là KLU 100
• Xuất xứ: được bên mình nhập khẩu từ hãng Produal – Phần Lan
• Nguồn cấp: sử dụng nguồn trong khoảng 15-28V nhưng phổ biến là 24VDC
• Dãy đo của cảm biến:
  • Dãy đo độ ẩm: cảm biến đo lường trong khoảng 0-100% rH
  • Dãy đo nhiệt độ: cảm biến đo lường trong khoảng -50-50°C
• Mức sai số:
  • Sai số độ ẩm: mức sai số khoảng ±2% rH ở mức nhiệt độ 25°C
  • Sai số nhiệt độ: mức sai số khoảng ±0.5°C ở mức nhiệt độ 25°C
• Ngõ ra: tín hiệu ra ta có thể tùy chọn dạng analog 4-20ma hoặc 0-10v
• Nhiệt độ làm việc: trong khoảng -50-50°C
• Hiển thị: ta có thể tùy chọn loại có hoặc không có màn hình tích hợp. 
• Kết nối: sử dụng vịt vặn trực tiếp lên tường
• Tiêu chuẩn bảo vệ: IP54 với transmitter và IP5X với sensor
• Vật liệu cấu thành: PBT, PC, PA và Inox
• Thời gian bảo hành: lên đến 12 tháng 1 đổi 1 nếu phát sinh lỗi từ nhà cung cấp.

Bộ hiển thị giá trị độ ẩm và nhiệt độ:

Nếu các bạn đang sử dụng các loại thiết bị đo lường độ ẩm và nhiệt độ mình vừa giới thiệu bên trên thì nên trang bị thêm một màn hình rời hiển thị bên ngoài nhé. Bởi vì các loại cảm biến có màn hình tích hợp sẽ rất khó quan sát do màn hình nhỏ, vị trí không thích hợp để quan sát. Việc trang bị màn hình rời giúp chúng ta có thể đặt màn hình nơi dễ dàng quan sát hơn cũng như có thể sử dụng để điều khiển các thiết bị khác như quạt hút một cách dễ dàng.

Mình xin giới thiệu đến các bạn dòng màn hình hiển thị nhiệt độ và độ ẩm có model là OM352UNI được bên mình nhập khẩu từ Cộng Hòa Séc. Đây là dòng thiết bị được sản xuất bởi hãng Orbit Merret, là một trong những hãng sản xuất thiết bị công nghiệp hàng đầu Châu Âu hiện nay. Màn hình có thể tùy chọn ngõ ra là 1 analog hay 2 relay on/off khác nhau để chúng ta sử dụng. Các bạn tham khảo một vài thông số kỹ thuật dưới đây nhé.

Thông số của bộ hiển thị nhiệt độ và độ ẩm:

• Model: sản phẩm có mã là OM352UNI
• Xuất xứ: bên mình nhập khẩu từ hãng Orbit Merret – Cộng Hoà Séc. 
• Khả năng hiển thị: bộ hiển thị có 4 led, giá trị có thể hiển thị từ -1999 đến 9999, có thể đáp ứng hầu hết các yêu cầu về hiển thị.
• Nguồn cấp: bộ điều khiển áp suất sử dụng nguồn điên 80-250VAC hoặc nguồn 10-30VDC
• Hệ số chống nhiễu, cách ly tín hiệu của thiết bị đạt: 2500 VAC
• Tín hiệu ngõ vào: 
  • Cảm biến nhiệt độ Pt100, Pt500,  Pt1000, Pt50..
  • Can nhiệt dạng K, can nhiệt B, can nhiệt S, can nhiệt J….
  • Tín hiệu dạng analog 4-20mA, tín hiệu 0-10v, 0-5v, 0-20mA..
• Tín hiệu ngõ ra:
  • Relay on/off, có thể chọn lên đến 4 relay.
  • Analog 4-20mA
  • Truyền thông RS485, RS232, Profibus
• Sai số: thiết bị 0.1%.
• Thời gian phản hồi của thiết bị: 1ms
• Kích thước bộ điều khiển: 96 x48 x 120mm
• Tiêu chuẩn bảo vệ đạt: IP64 chống nước và chống bụi khá tốt

Lời kết:

Trên đây là các thông tin liên quan đến cảm biến độ ẩm và nhiệt độ, hy vọng sẽ giúp ích cho những bạn đang muốn tìm hiểu và trang bị. Ngoài ra mình bên mình còn cung cấp các loại cảm biến đo chênh áp đến từ hãng Belimo dùng cho ứng dụng phòng sạch với nhiều dãy đo khác nữa các bạn có thể tham khảo thêm. Mọi thắc mắc cần tư vấn các bạn vui lòng liên hệ:

Phone – Zalo: 0779 81 81 84 (An Nguyễn)

Email: An.nguyen@bff-tech.com