چگونه محاسبه نقطه شبنم به پایش محیطی کمک می کند؟

مقدمه

در سامانه های پایش محیطی، اندازه گیری دما و رطوبت نسبی، از جمله پارامترهای دارای اهمیت برای ارزیابی شرایط اقلیمی و عملکرد تجهیزات می باشد. اما درک واقعی از وضعیت رطوبتی هوا فقط با این دو پارامتر ممکن نیست. برای تحلیل دقیق رفتار رطوبت، باید شاخصی در نظر گرفته شود که نقطه ی اشباع بخار آب را مشخص کند؛ این شاخص همان نقطه شبنم (Dew Point) است.
نقطه شبنم نشان می دهد در چه دمایی، هوا به حالت اشباع از بخار آب می رسد و فرآیند میعان آغاز می شود. در واقع، دانستن نقطه شبنم به ما کمک می کند تا بدانیم که در چه شرایطی احتمال تشکیل شبنم، مه، بخار و به دنبال آن آسیب به تجهیزات الکترونیکی وجود دارد.

مفهوم علمی نقطه شبنم

نقطه شبنم دمایی است که هوا باید تا آن نقطه سرد شود تا با بخار آب، اشباع شود. اگر دمای هوا پایین تر از نقطه شبنم برود، بخار آب متراکم می شود و شبنم یا مه تشکیل می شود. این پدیده نه تنها در طبیعت بلکه در محیط های صنعتی و فناوری نیز اهمیت دارد؛ زیرا تراکم بخار آب روی سطوح فلزی، بردهای الکترونیکی و یا پنل های خورشیدی می تواند مشکلات جدی ایجاد نماید.

نحوه محاسبه نقطه شبنم

نقطه شبنم معمولاً به عنوان یک پارامتر محاسباتی از دو متغیر اصلی، یعنی دما و رطوبت نسبی به دست می آید. در اغلب سنجنده ها(سنسورها)، دمای نقطه شبنم مستقیماً اندازه گیری نمی شود، بلکه از داده های دما و رطوبت از طریق معادلات ترمودینامیکی محاسبه می شود.
شرکت پرتونگار دانش در طراحی سنجنده(سنسور) دما،رطوبت و نقطه شبنم، از الگوریتمی دقیق برای محاسبه نقطه شبنم استفاده می کند که داده های دما و رطوبت را به صورت لحظه ای پردازش کرده و مقدار واقعی نقطه شبنم را با دقت بالا ارائه می دهد. این روش مطابق با استانداردهای بین المللی هواشناسی و اقلیم شناسی (WMO و ISO) است و نیازی به سنجنده(سنسور) مجزا ندارد.

اهمیت اندازه گیری نقطه شبنم در پایش محیطی

آگاهی از مقدار نقطه شبنم این امکان را فراهم می کند تا شرایط میعان، میزان اشباع بخار آب در هوا، مقدار واقعی رطوبت و در نهایت پایداری اقلیمی محیط با دقت بالاتری تحلیل شود. در بسیاری از صنایع، کنترل دقیق نقطه شبنم برای جلوگیری از آسیب های ناشی از تراکم بخار آب اهمیت بالایی دارد.
برخی از مهم ترین حوزه هایی که اندازه گیری نقطه شبنم در آن ها نقش حیاتی دارد عبارت اند از:
۱. هواشناسی
در هواشناسی، نقطه شبنم به عنوان شاخصی برای سنجش رطوبت مطلق، پیش بینی مه و ارزیابی پدیده های اشباع جوی استفاده می شود. وقتی دمای هوا به نقطه شبنم نزدیک می شود، احتمال تشکیل مه و شبنم بالا می رود. ایستگاه های هواشناسی پرتونگار دانش، با اندازه گیری همزمان دما و رطوبت و محاسبه خودکار نقطه شبنم، اطلاعات دقیقی از وضعیت رطوبتی هوا ارائه می دهند که برای پیش بینی دقیق تر شرایط اقلیمی بسیار مؤثر است.

۲. نیروگاه های خورشیدی و سامانه های مانیتورینگ
در نیروگاه های خورشیدی، تشکیل شبنم بر سطح پنل ها موجب کاهش راندمان عملکرد سیستم می شود. وقتی دمای سطح پنل به کمتر از نقطه شبنم برسد، رطوبت به شکل لایه ای نازک و قطره مانند (شبنم) روی پنل می نشیند و توان جذب انرژی خورشیدی کاهش می یابد. با محاسبه مداوم نقطه شبنم در سامانه مانیتورینگ پرتونگار دانش، مدیران نیروگاه های خورشیدی در صورت کاهش راندمان، می توانند علت واقعی افت عملکرد را شناسایی کرده و دچار سردرگمی یا برداشت نادرست از عملکرد سیستم نشوند.

۳. گلخانه ها و کشاورزی هوشمند
در گلخانه ها، زمانی که دمای هوا به نقطه شبنم نزدیک شود، بخار آب روی برگ ها متراکم می شود و محیطی مناسب برای رشد قارچ ها و کپک ها فراهم می سازد. پایش لحظه ای دما، رطوبت و نقطه شبنم در سیستم های هوشمند کشاورزی، باعث می شود تا تهویه، آبیاری و دمای محیط با دقت بالا کنترل شوند. این کار از ایجاد رطوبت اضافی جلوگیری کرده و به افزایش بهره وری و سلامت محصولات کمک می کند.

۴. انبارها و مراکز نگهداری تجهیزات حساس
در انبارها، دیتاسنترها و مراکز ذخیره سازی تجهیزات الکترونیکی یا دارویی، کنترل نقطه شبنم برای جلوگیری از میعان، حیاتی است. تراکم رطوبت روی بردهای مدار یا قطعات فلزی می تواند منجر به زنگ زدگی و خرابی سیستم شود. سامانه مانیتورینگ شرکت پرتونگار دانش، با ثبت مداوم داده های دما و رطوبت و محاسبه نقطه شبنم، به مدیران این امکان را می دهد تا شرایط محیطی را در محدوده ایمن نگه دارند.

۵. تحقیقات علمی و اقلیمی
پژوهشگران برای مدل سازی رفتار جوی، تبخیر، تعرق و یا تحلیل تغییرات اقلیمی به داده های دقیق نقطه شبنم نیاز دارند. داده های حاصل از ایستگاه های شرکت پرتونگار دانش، که بر اساس دما و رطوبت محاسبه می شود، اطلاعات معتبری برای تحلیل بلندمدت شرایط اقلیمی می باشد.

سنجنده(سنسور) دما، رطوبت و نقطه شبنم پرتونگار مدل TH212؛ راهکاری دقیق و اقتصادی

سنجنده(سنسور) ترکیبی شرکت پرتونگار دانش، به صورت همزمان دما و رطوبت را اندازه گیری کرده و مقدار نقطه شبنم را با دقت بالا محاسبه می نماید.
ویژگی های کلیدی این سنجنده(سنسور) عبارت اند از:

• محاسبه نقطه شبنم بدون نیاز به سنجنده(سنسور) مجزا
• دقت بالا در محدوده دمایی و رطوبتی گسترده
• پایداری در شرایط محیطی سخت (گردوغبار، رطوبت بالا)
• تشخیص سریع تغییرات دما و رطوبت
• امکان استفاده از چند سنجنده(سنسور) در یک شبکه سنجش
• امکان ارتباط از طریق واسط RS485 با دیتالاگر، رایانه وPLC صنعتی

جمع بندی

نقطه شبنم یکی از پارامترهای مهم پایش محیطی است که امکان تحلیل علمی تر و کاربردی تر رفتار رطوبت را فراهم می سازد. از نیروگاه های خورشیدی تا گلخانه ها، از دیتاسنترها تا ایستگاه های اقلیمی، دانستن نقطه شبنم به معنای پیش بینی بهتر، نگهداری ایمن تر و تصمیم گیری هوشمندانه تر است. سنجنده(سنسور) دما، رطوبت و نقطه شبنم (مدل TH212)، ساخت شرکت پرتونگار دانش با محاسبه دقیق نقطه شبنم بر اساس دما و رطوبت، ابزاری مطمئن برای ارتقای دقت در سیستم های مانیتورینگ اقلیمی و صنعتی به شمار می آید.