Перейти к содержанию

Точка росы

Точка росы — температура, до которой нужно охладить воздух, чтобы содержащийся в нём пар стал насыщенным. Ниже неё на поверхностях выпадает конденсат — опасность для плат, разъёмов и самих датчиков влажности.

Обновлено Редакция GAW

Точка росы (dew point, Td) — температура, до которой нужно охладить воздух при неизменном содержании пара, чтобы он стал насыщенным, то есть относительная влажность достигла 100 %. При дальнейшем охлаждении пар конденсируется — на траве выпадает роса, на холодном стекле появляется туман.

Метеослужба США (NWS) даёт формулы для расчёта по температуре T и давлению пара e (температуры — в градусах Цельсия, давления — в гектопаскалях):

es=6,112⋅e17,67 TT+243,5,Td=243,5⋅ln⁡(e/6,112)17,67−ln⁡(e/6,112)e_s = 6{,}112 \cdot e^{\frac{17{,}67\,T}{T + 243{,}5}}, \qquad T_d = \frac{243{,}5 \cdot \ln(e / 6{,}112)}{17{,}67 - \ln(e / 6{,}112)}

Фактическое давление пара e находят из относительной влажности: e = es · RH / 100. Примеры расчёта по этим формулам:

ТемператураВлажностьТочка росы
20 °C50 %9,3 °C
22 °C40 %7,8 °C
25 °C60 %16,7 °C

Для электроники точка росы — граница опасности конденсата. Устройство, внесённое с мороза в тёплую комнату, холоднее точки росы комнатного воздуха, и на его платах оседает вода; поэтому технику дают прогреться перед включением. Датчики влажности тоже рассчитаны на работу без конденсации: TI указывает это в диапазоне работы HDC1080, а встроенный нагреватель служит в том числе для того, чтобы согнать конденсат с чувствительного элемента. Сами датчики и их размещение — в статье «Датчики влажности», другие измерения — в разделе «Датчики».

Частые вопросы

Как рассчитать точку росы по температуре и влажности?

Сначала найти давление насыщенного пара: es = 6,112 · exp(17,67·T / (T + 243,5)) гПа, затем фактическое e = es · RH / 100 и подставить его в формулу NWS: Td = 243,5 · ln(e / 6,112) / (17,67 − ln(e / 6,112)). При 20 °C и 50 % получается около 9,3 °C.

Почему точка росы важна для электроники?

Если плата или корпус холоднее точки росы окружающего воздуха, на них конденсируется вода. Так бывает, когда холодное устройство заносят в тёплое помещение. Влага вызывает утечки и коррозию, поэтому технику дают прогреться перед включением, а датчики влажности TI и Sensirion рассчитаны на работу без конденсации.

Может ли точка росы быть выше температуры воздуха?

Нет: при относительной влажности 100 % точка росы равна температуре воздуха, а при меньшей влажности она ниже. Чем суше воздух, тем больше разница между температурой и точкой росы.

Источники

  1. National Weather Service. Relative Humidity and Dewpoint Temperature from Temperature and Wet Bulb Temperature (wxcalc) — es = 6,112 · exp(17,67·T / (T + 243,5)); Td = 243,5 · ln(e / 6,112) / (17,67 − ln(e / 6,112)); rh = 100 · e / es
  2. National Weather Service. Vapor Pressure (wxcalc) — фактическое давление пара по точке росы: e = 6,11 · 10^(7,5·Td / (237,3 + Td))
  3. Texas Instruments. HDC1080 Low Power, High Accuracy Digital Humidity Sensor with Temperature Sensor (SNAS672A, revised January 2016) — диапазон работы — без конденсации; встроенный нагреватель сгоняет конденсат с датчика

Нашли ошибку?

Смотрите также