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2-11.노점과 노점 계

1.노점(露点)이란

노점이란, 수증기를 포함하는 공기를 냉각했을 때, 응결이 시작되는 온도입니다.

노점온도라고도 말하여집니다.
단위는 셀시우스도℃이나 켈빈K를 이용할 수 있습니다.
표기 기호는, 학술분야로 있어서는 Td, 공학이나 실용으로는 DP를 채용할 수 있습니다.

또, 기온이 0도 이하의 때의 노점은, 응결한 물이 더욱 응고할 것인가, 수증기로 직접 승화할지의 어느 쪽인가에서 얼음에 변화되는 온도, 즉 서리를 생기는 온도이기 때문 상점(霜点)이라고도 말하여집니다.

노점온도계에 의해 직접 측정을 할 것인가, 기온과 상대 습도로부터 물증기압(습기 공기중의 수증기분압)을 구입하고, 그 물증기압을 포화 물증기압으로 하는 온도를 요구하는 것으로 계산할 수 있습니다.

상대 습도가 100%의 경우는 그 온도가 노점입니다.

노점의 산출식은 다음의 방법이 있습니다.

(1-1) JIS Z  8806 『습도? 측정 방법』의 포화 물증기압표등을 이용해서 근사적으로 산출

t[℃] : 기체의 온도
RH[%] : 상대 습도
est : t [℃]의 포화 수증기압
et : t [℃] 수증기압

JIS Z  8806 『습도? 측정 방법』의 포화 물증기압표등을 이용해서 근사적으로 산출

JIS Z  8806 『습도? 측정 방법』의 포화 물증기압표등을 이용해서 근사적으로 산출2

예를 들면 기체의 온도가 10℃, 상대 습도 60%의 때는 표에서 15℃의 포화 물증기압 1228.1Pa보다, 물증기압은 736.9Pa인 것부터, 거기에 포화 물증기압 736.83과 가장 가까운 2.6℃가 노점온도의 근사 값이 됩니다.

* 관측 조건

t[℃] : 기체의 온도 10 ℃
RH[%] : 상대 습도 60 %

* 계산에서 요구하는 부분

est : 10 ℃의 포화 수증기압 1228.1Pa x 0.6 = et : 10 ℃ 수증기압 736.9Pa

* 표에서 요구하는 부분

Td : 노점 2.6 ℃ = est : 2.6 ℃의 포화 수증기압 736.83Pa

(1-2) 습한 공기 선도를 이용하여 근사 적으로 계산

※ 전항 2-10. 습한 공기 선도를 참조

(1-3) 컴퓨터에 의한 계산

2.초기의 노점계

우이루헤루무・란부레히토(Wilhelm Lambrecht  1834-1904, 독일의 전기화학자, 기상기계기술자)

우이루헤루무・란부레히토(Wilhelm Lambrecht  1834-1904, 독일의 전기화학자, 기상기계기술자)

소쉬르의 모발 습도계를 개량 한 독일 란부레히토가 1875 년경에 모발 습도계 “폴리 미터Poly meter”를 고안했습니다.

폴리 미터 ‘는 모발 10 개 정도를 묶은 것으로, 온도계와 세트로되어 있으며 상대 습도와 이슬점 온도도 요구되고 수증기 분압도 구할 수있었습니다.

위의 (1-1)의 원리입니다.

「폴리 미터Poly meter」

「폴리 미터Poly meter」

 

「란부레히토의 노점 계 초기형」

「란부레히토의 노점 계 초기형」

 

현재 「란부레히토의 노점 계 Thermo Hygrometer (198)」

현재 「란부레히토의 노점 계 Thermo Hygrometer (198)」

 

3.현대의 노점계

3-1 모발식 노점계

센서는 습도에 의해 신축하는 여성의 모발을 이용합니다.
계산은 부속의 표에서 합니다.
고정밀도이다고는 말할 수 없습니다만, 저렴해서 소형입니다.

3-2 정전 용량식 노점계 (고분자식)

고분자식의 정전 용량식 센서는, 주위의 기체중의 수분에 반응하는 유전체의 층을 가지는 콘덴서입니다.
이 유전체의 층은, 이상적으로는 주위의 수분량과 같은 비율로 수분을 흡수하므로, 이것을 이용해서 수분량을 검지하고 있습니다.

장점은, 반응속도가 빠르고, 장기안정성이 있습니다.
단점은, -80도Td/f이하의 저노점영역에서의 측정할 수 없습니다.

경년 변화의 영향을 작게 하기 위한 자동교정 기능이나, 결로 대책으로서 센서에 열을 걸어 수분이나 용제를 날리는 센서 퍼지 기능을 갖춘 타입도 있습니다.
그러나, 경년 변화나, 수분이나 용제의 영향을 받습니다.

3-3 정전 용량식 노점계 (산화 알루미늄)

산화 알루미늄식의 정전 용량식 센서는, 센서의 재질에 산화 알루미늄을 사용하고 있습니다.
장점은 고분자보다도 저렴해서 저수분영역까지 계측가능해서, 노점계의 표준형으로서 폭넓은 분야에 이용되어 있었습니다.
단점은 응답 속도가 늦은 것입니다.

경년 변화의 영향을 작게 하기 위한 자동교정 기능이나, 결로 대책으로서 센서에 열을 걸어 수분이나 용제를 날리는 센서 퍼지 기능을 갖춘 타입도 있습니다.

그러나, 경년 변화나, 수분이나 용제의 영향을 받습니다.

3-4 냉각식 노점계 자동평형형

냉각식 노점계는, 관측면을 냉각해도 좋은, 결로를 생겼을 때의 온도를 측정합니다.

저습도의 측정에 적합한다. 냉각에는, 냉동기·펠티에 효과에 의한 전자냉각등을 이용할 수 있습니다.
온도의 측정에는, 열전쌍·저항 온도계 등을 채용할 수 있습니다.
이슬·서리의 양은, 빛 센서로 표면반사광, 전리 상자를 이용해서 α선흡수량, 수정진동자를 이용해서 공진주파수,등의 변위를 측정합니다.

관찰면의 부착량의 증감이 없는 평형 상태의 온도를 측정하기 위해서 고정밀도입니다.

3-5 염화 리튬 노점계

염화 리튬 수용액을 도포한 막의 표면에 있어서의 물증기압이 주위의 기체 물증기압과 마찬가져지는 온도를 측정합니다.

그라스울(glass wool)에서 덮은 금속관에, 1대의 가열용 전열선을 감고, 그 상에서 염화 리튬 수용액을 도포합니다.
이것에 교류 전압을 인가해서 온도를 상승시켜 가면, 수분의 증발에 따라 그라스울(glass wool)내의 이온이 감소해도 좋은, 전류가 대부분 흐르지 않게 됩니다.

전류가 통함을 그만두면, 흡습성이 높은 염화 리튬은 다시 이온화하고, 전류가 흐르게 됩니다.
이 때, 그라스울(glass wool) 표면의 물증기압과 주위의 기체 물증기압이 마찬가져지고 있는 것을 이용해서 노점을 요구합니다.
온도의 측정에는 전기식 온도계를 채용하고, 기온의 측정 경우와 다르고, 저항체에는 백금의 이외에 니켈을 사용할 수도 있습니다.

기상 관측용으로서 허용되는 그릇차이는, 습도 5% (감부만에 대해서 습도 3%)입니다.

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