نقطه شبنم دمایی است که در آن، هوا با استفاده از بخار آب، اشباع شده است. در واقع با سرد کردن هوا در فشار ثابت، به دمایی می‌رسیم که در آن، هوا توسط بخار آب (حالت گاز آب مایع) اشباع شده است، به این دما، دمای نقطه شبنم می‌گویند. نقطه شبنم کاربرد بسیار زیادی در علم تهویه مطبوع و هواشناسی دارد.

 زمانی که راجع به نقطه شبنم در هوای فشرده و یا گازهای فشرده صحبت می کنیم، عبارت درست فشار نقطه شبنم  است اما در اصطلاح عامیانه از عبارت نقطه شبنم استفاده می شود.


تفاوت رطوبت نسبی و نقطه شبنم

نقطه شبنم بسیار به مفهوم «رطوبت نسبی» (Relative Humidity) نزدیک است. رطوبت نسبی، در یک دمای مشخص تعیین می‌شود. بنابراین در این دمای مشخص، نسبت فشار بخار آب موجود در یک بخش از هوا به فشار اشباع بخار آب در همان بخش از هوا را رطوبت نسبی می‌نامند. رطوبت نسبی را معمولا با استفاده از درصد نشان می‌دهند. رطوبت برابر با مقدار بخار آب قرار گرفته در هوا است. این رطوبت را می‌توان به صورت نسبت مقدار بخار آب موجود در هوا به بیشترین مقدار ممکن بخار آب در هوا در یک دمای معین، تعریف کرد. زمانی که این نسبت به صورت درصد معرفی می‌شود، برابر با پارامتر رطوبت نسبی است.

اهمیت نقطه شبنم در صنعت

1. صنایع نفت و گاز:

در خطوط انتقال گاز طبیعی، اندازه‌گیری نقطه شبنم هیدروکربنی و آبی بسیار حیاتی است. نقطه شبنم پایین‌تر از دمای محیط تضمین می‌کند که بخار آب یا هیدروکربن‌ها در لوله‌ها چگالیده نشده و باعث انسداد یا خوردگی نشوند.

2. صنایع دارویی و غذایی:

کنترل رطوبت محیط برای حفظ کیفیت محصولات ضروری است. به‌عنوان مثال، در خطوط تولید شکلات، نقطه شبنم باید به‌دقت کنترل شود تا از تشکیل کریستال‌های ناخواسته جلوگیری شود.

3. سیستم‌های تهویه مطبوع:

برای حفظ راحتی و جلوگیری از رشد قارچ‌ها و باکتری‌ها، کنترل نقطه شبنم در سیستم‌های HVAC (گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع) بسیار مهم است.

4. فرآیندهای تولیدی حساس:

در تولید نیمه‌رساناها و تجهیزات الکترونیکی، نقطه شبنم باید پایین نگه داشته شود تا از تراکم رطوبت روی قطعات حساس جلوگیری شود.

روش‌های اندازه‌گیری نقطه شبنم

اندازه‌گیری نقطه شبنم به‌طور کلی با استفاده از تکنیک‌های مختلف و تجهیزات خاص انجام می‌شود. این روش‌ها عبارتند از:

1. استفاده از آینه خنک‌شونده:

در این روش، یک آینه به‌طور تدریجی خنک می‌شود تا زمانی که بخار آب روی سطح آن چگالیده شود. دمای آینه در لحظه چگالش، نقطه شبنم را نشان می‌دهد.

  • مزایا: دقت بسیار بالا، مناسب برای کاربردهای صنعتی حساس.
  • معایب: نیاز به نگهداری منظم برای تمیز نگه‌داشتن آینه.

2. استفاده از حسگرهای خازنی:

حسگر از یک ماده حساس ساخته شده که به رطوبت واکنش نشان می دهد که باعث تغییر در ظرفیت خازنی می شود که بوسیله آن دمای نقطه شبنم را محاسبه می کنند.

  • مزایا: مناسب برای کاربردهای سریع و آنلاین
  • معایب: حساسیت با آلاینده ها

3. حسگرهای پیزوالکتریک:

بخار  جذب ماده حسگر شده و تغییر جرم باعث تغییر در فرکانس نوسان حسگر می شود. از این تغییرات برای محاسبه نقطه شبنم استفاده می شود.

  • مزایا: مناسب برای گازهای با رطوبت بسیار کم
  • معایب: نیاز به کالیبراسیون دقیق، تاثیرپذیری از آلودگی

4. روش‌های شیمیایی:

 در این روش از مواد جاذب رطوبت برای اندازه‌گیری میزان بخار آب استفاده می‌شود.

  • مزایا: کم‌هزینه و ساده.
  • معایب: دقت پایین‌تر نسبت به روش‌های دیگر

5. تحلیل مادون قرمز:

این روش بر اساس جذب نور مادون قرمز توسط بخار آب کار می‌کند.

  • مزایا: بدون تماس، قابلیت اندازه‌گیری در محیط‌های خشن.
  • معایب: هزینه بالا و نیاز به تجهیزات پیچیده.

عوامل مؤثر بر دقت اندازه‌گیری نقطه شبنم

  1.  کالیبراسیون تجهیزات: تجهیزات باید به‌طور منظم کالیبره شوند تا دقت اندازه‌گیری حفظ شود.
  2.  آلودگی و ناخالصی‌ها: آلودگی در خطوط گاز یا سطح سنسورها می‌تواند منجر به خطا شود.
  3.  فشار و دما: نقطه شبنم به فشار گاز بستگی دارد؛ لذا شرایط محیطی باید پایدار و فشار ثابت باشد.

نتیجه:

نقطه شبنم یک پارامتر حیاتی در بسیاری از صنایع است که تأثیر مستقیمی بر کیفیت، ایمنی و بهره‌وری فرآیندها دارد. روش‌های اندازه‌گیری آن بسته به نیاز و شرایط عملیاتی متفاوت است. انتخاب روش مناسب برای اندازه‌گیری، به عواملی مانند دقت مورد نیاز، هزینه و شرایط محیطی بستگی دارد. استفاده از فناوری‌های پیشرفته مانند حسگرهای خازنی و تحلیل مادون قرمز به بهبود کارایی و دقت در کنترل نقطه شبنم کمک شایانی کرده است.

شرکت مرکز خدمات مهندسی جنوب ارائه دهنده محصولات برند CS instruments آلمان در کشور می باشد که سنسورهای آنلاین و پرتابل نقطه شبنم بخش مهمی از سبد محصولات را تشکیل می دهند.

ترنسمیتر آنلاین FA500
ترنسمیتر آنلاین FA550ترنسمیتر پرتابل نقطه شبنم DP500/DP510