1. 습도 (Humidity) 이란?
ㅇ 물질 내 수분 함유량
- 기체(공기) 중에 포함되어 있는 수증기(수분)의 양 또는 압력 비율
ㅇ 기체,액체,고체에서 습도의 비교
- 습도 (Humidity) : 기체(공기) 내 수분의 함량
. 기체 내 포함되어 있는 수증기(수분)의 `양` 또는 `압력` 비율
- 수분, 습도, 습기 (Moisture) : 액체,고체에서의 수분의 함량
. 화학적 특성 변화없이 단지 흡착 또는 흡수에 의해 포함된 수분의 함량
. 총 질량 당 물의 함량
2. 습도의 구분
ㅇ 절대 습도 (Absolute Humidity) [g/㎥]
- 공기 1 ㎥ 중에 포함되어 있는 수증기의 량을 g으로 나타낸 것
. 대기압의 영향을 받으므로, 많이 사용하지 않음
ㅇ 상대 습도 (Relative Humidity) [%] 또는 [% RH]
- 대기중 실제 수증기 부분 압력(증기압)과 그 온도의 포화 수증기 압력(포화증기압)과의 비율
. % RH = 100 x (수증기 증기압) / (그 온도에서의 수증기 포화증기압)
.. 사실상, 공기 중 수증기 포화 정도를 보여줌
.. 포화 증기압 하에서, 공기 내 포함할 수 있는 수증기의 양(%)
- 온도에 만 영향을 받는, 실용적 척도임 (★)
. 비록, 절대 습도나 이슬점 등은, 수증기의 양을 직접적으로 나타내지만,
.. 상대 습도는, 현재 기온에서 공기가 수증기로 얼마나 포화되어 있는지를 비율로 표현
.. 이는, 곧 물의 증발 가능성이나 결로 가능성을 예측할 수 있게 함
. 온도 변화에 따른 변동성 반영
.. 절대 습도는 온도가 변해도 일정, 상대 습도는 온도가 오르면 감소하고, 떨어지면 증가
.. 이는 실내 환경 제어나 기상 예보 등에서 온도,습도의 상호작용을 함께 고려 가능
ㅇ 비습 (Specific Humidity) [g/㎏]
- 공기 1 ㎏ 내 포함된 수증기의 질량 비
ㅇ 혼합비 (Mixing Ratio) [g/㎏]
- 대기 속에 공존하는, 수증기와 건조 공기의 질량 비율
. 통상, 공기는 어느 정도의 수증기(수분)을 포함하고 있게 됨
. 대기를 건공기와 수증기의 혼합물로 취급하는 것이 편리함
. 건 공기는 조성이 일정하나, 수증기는 지역,시간에 따라 달라짐
3. 습도 센서
ㅇ 종류
- 정전용량형 : 수분이 유전체 물질의 유전율을 변화시키는 원리를 이용하여 습도를 측정
- 저항 변화형 : 수분 흡수에 따라 저항이 변하는 재료(고분자막, 염화리튬 등)를 이용
- 열전소자형 : 수증기와 건조 공기의 열전도도 차이를 이용하여 수분 함량 측정
- 기계형 : 머리카락이나 나일론 섬유 등의 재료가 수분에 따라 신장하거나 수축하는 특성을 이용
- 진동 발진식 : 수정진동자 표면에 수분 흡착시 질량 증가, 이에따른 진동수 변화로 습도 측정
ㅇ 측정 원리
- 통상, 수분 함유량 변화에 따른 물리적 특성 변화(부피 팽창, 흡착, 증발 등)를,
전기적 신호(정전용량, 저항, 주파수 등)로 변환하여 습도를 측정함
. 수분과의 반응 → 물질 특성 변화 → 전기적 신호 변화 → 습도 값 산출
ㅇ 측정방법 구분
- 직접 측정
. 포화에 의한 방법 : 공기를 냉각시켜 응축된 물의 양을 측정 (노점 측정)
. 흡수에 의한 방법 : 건조제가 수분을 흡수한 질량 변화 측정
. 증발에 의한 방법 : 습한 공기의 냉각 및 증발에 의한 열량 변화 측정
- 간접 측정
. 수분 흡착에 의한 방법 : 센서 재료에 수분이 흡착되어 정전용량, 저항 변화 등 발생
. 분광학적 방법 : 수증기의 특정 파장에서의 흡광도, 투과율 등을 이용
. 기타 방법 : 초음파 전달 시간, 중성자 산란, 칼 피셔 적정 등