জলীয় বাষ্পের পরিমাণ পরিমাপ করতে হাইড্রোমিটার

বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি ডেস্ক : হাইড্রোমিটার হলো একটি যন্ত্র- যা বাতাসে, মাটিতে বা আবদ্ধ স্থানে জলীয় বাষ্পের পরিমাণ পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয়। আর্দ্রতা পরিমাপ যন্ত্রগুলো সাধারণত অন্যান্য পরিমাণের পরিমাপের ওপর নির্ভর করে যেমন- তাপমাত্রা, চাপ, ভর, আর্দ্রতা শোষিত হওয়ার সঙ্গে সঙ্গে কোনো পদার্থের যান্ত্রিক বা বৈদু্যতিক পরিবর্তন। ক্রমাঙ্কন এবং গণনা দ্বারা এই পরিমাপযুক্ত পরিমাণগুলো আর্দ্রতার পরিমাপ করতে পারে। আধুনিক বৈদু্যতিন ডিভাইসগুলো ঘনত্বের তাপমাত্রা ব্যবহার করে বা আর্দ্রতা পার্থক্য পরিমাপের জন্য বৈদু্যতিক ক্যাপাসিট্যান্স। প্রথম ক্রুড হাইড্রোমিটারটি ১৪০০ সালে ইতালীয় রেনেসাঁস পলিম্যাথ লিওনার্দো দা ভিঞ্চি আবিষ্কার করেছিলেন এবং আরও আধুনিক সংস্করণ তৈরি করেছিলেন সুইস পলিম্যাথ জোহান হেইনরিচ ল্যামবার্ট। পরে ১৮৮৩ সালে সুইস পদার্থবিদ এবং ভূতাত্ত্বিক হোরেস ব্যানডিক্ট ডি সসুর প্রথম আবিষ্কার করেছিলেন। হাইড্রোমিটার আর্দ্রতা পরিমাপ করতে মানুষের চুল ব্যবহার করে।

প্রদত্ত পরিমাণে বায়ু ধারণ করতে পারে এমন সর্বাধিক পরিমাণে জলীয়বাষ্পের তাপমাত্রা অনুসারে প্রচুর পরিমাণে পরিবর্তিত হয়; ঠান্ডা বায়ু গরম বাতাসের তুলনায় ইউনিট ভলিউমের তুলনায় কম জল ধারণ করতে পারে। তাপমাত্রা আর্দ্রতা পরিবর্তন করতে পারে। বেশির ভাগ যন্ত্রগুলো আপেক্ষিক আর্দ্রতা এর প্রতিক্রিয়া দেখায়- যা নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় শতাংশ হিসাবে প্রকাশিত সর্বাধিকের তুলনায় জলের পরিমাণ।

ক্লাসিকাল হাইড্রোমিটার : প্রাচীন হাইড্রোমিটার প্রাচীন চীনে শ্যাং রাজবংশের সময় আবহাওয়া অধ্যয়নের জন্য প্রোটোটাইপ হাইড্রোমিটারগুলো তৈরি ও বিকাশ করা হয়েছিল। চীনারা কাঠকয়লা এবং পৃথিবীর একগুচ্ছ বার ব্যবহার করেছিল, এর শুকনো ওজন নেওয়া হয়েছিল, তারপরে বাতাসে প্রকাশিত হওয়ার পরে এর সঁ্যাতসেঁতে ওজনের সঙ্গে তুলনা করা হয়েছিল। ওজনের মধ্যে পার্থক্যগুলো আর্দ্রতার মাত্রা পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হতো। অন্য কৌশলগুলো আর্দ্রতা পরিমাপের জন্য ভর ব্যবহার করে প্রয়োগ করা হয়েছিল, যেমন বাতাস যখন শুষ্ক ছিল, কাঠকয়ালের বারটি হালকা হবে, যখন বাতাস আর্দ্র হবে, কাঠকয়ালের বারটি ভারী হবে। শুকনো বাতাসে কর্মীদের অনুভূমিক করে তুলতে পৃথকভাবে কর্মীদের দুই প্রান্তে একগুচ্ছ পৃথিবীর বার এবং কাঠকয়ালের একটিবার ঝুলিয়ে রাখার মাধ্যমে একটি প্রাচীন হাইড্রোমিটার তৈরি করা হয়েছিল।

আধুনিক হাইড্রোমিটার-

তাপীয় : তাপীয় হাইড্রোমিটারগুলোতে আর্দ্রতার কারণে বায়ুর তাপ পরিবাহিতা পরিবর্তন পরিমাপ করা হয়। এই সেন্সরগুলো আপেক্ষিক আর্দ্রতার চেয়ে সম্পূর্ণ আর্দ্রতা পরিমাপ করে।?

ক্যাপাসিটিভ : অ্যাপিস্নকেশনগুলোর জন্য যেখানে ব্যয়, স্থান বা ভঙ্গুরতা প্রাসঙ্গিক, অন্য ধরনের বৈদু্যতিন সংবেদকগুলো কম নির্ভুলতার মূল্যে ব্যবহৃত হয়। ক্যাপাসিটিভ হাইড্রোমিটারগুলোতে, পলিমার বা ধাতব অক্সাইড উপাদানের ডাইলেট্রিক ধ্রম্নবকের ওপর আর্দ্রতার প্রভাব পরিমাপ করা হয়। ক্রমাঙ্কনসহ, এই সেন্সরগুলোর ৫.৯৫% আরএইচ পরিসরে ২% আরএইচ যথার্থতা রয়েছে। ক্রমাঙ্কন ব্যতীত যথার্থতা ২ থেকে ৩ গুণ বেশি খারাপ। ঘনত্ব এবং অস্থায়ী উচ্চ তাপমাত্রার মতো প্রভাবগুলোর বিরুদ্ধে ক্যাপাসিটিভ সেন্সরগুলো শক্তিশালী ক্যাপাসিটিভ সেন্সরগুলো দূষণ, প্রবাহ এবং বার্ধক্যজনিত প্রভাবের সাপেক্ষে তবে এগুলো অ্যাপিস্নকেশনের জন্য উপযুক্ত।

অ্যাপিস্নকেশন : গ্রিনহাউসগুলো এবং শিল্প স্থানগুলো ছাড়াও কিছু ইনকিউবেটর, সানাস, হিউমিডর এবং জাদুঘরে হাইড্রোমিটারগুলো ব্যবহৃত হয়। এগুলো কাঠের বাদ্যযন্ত্র যেমন পিয়ানো, গিটার, বেহালা এবং বীণাগুলোর যত্নেও ব্যবহৃত হয়- যা অনুচিত আর্দ্রতার কারণে ক্ষতিগ্রস্ত হতে পারে। হাইড্রোমিটারগুলো তুলনামূলকভাবে কম আর্দ্রতা যত কম জ্বালানি জ্বলতে পারে ততই আগুন নিয়ন্ত্রণে বড় ভূমিকা নেয়। আবাসিক সেটিংগুলিতে, হাইড্রোমিটারগুলো আর্দ্রতা নিয়ন্ত্রণে সহায়তা করার জন্য ব্যবহৃত হয়। হাইড্রোমিটারগুলো লেপ শিল্পেও ব্যবহৃত হয়। কারণ পেইন্ট এবং অন্যান্য আবরণের প্রয়োগ আর্দ্রতা এবং শিশির বিন্দুর প্রতি খুব সংবেদনশীল হতে পারে।

সঠিক আর্দ্রতা পরিমাপের অসুবিধা : আর্দ্রতা পরিমাপ বুনিয়াদি মেট্রোলজির আরও জটিল সমস্যার মধ্যে রয়েছে। বাস্তবে এগুলো অর্জন করা সহজ নয়। দুটি থার্মোমিটারগুলোকে উভয়কেই পানির নিরোধক পাত্রে নিমজ্জন (বা অ্যালকোহল, জলের হিমাঙ্কের নিচে তাপমাত্রার জন্য) এবং তাপমাত্রার বিভিন্নতা হ্রাস করার জন্য দৃঢ়ভাবে আলোড়িত করে তুলনা করা যেতে পারে। যত্নসহকারে পরিচালিত হলে একটি উচ্চমানের তরল ইনগস্নাস থার্মোমিটারটি কয়েক বছরের জন্য স্থিতিশীল থাকা উচিত। হাইড্রোমিটারগুলো অবশ্যই বায়ুতে ক্যালিব্রেট করা উচিত, যা জলের তুলনায় তাপমাত্রা হ্রাসের চেয়ে অনেক কম কার্যকর এবং অনেক ধরনের প্রবাহ বয়ে যায়। সুতরাং নিয়মিত পুনরুদ্ধারের প্রয়োজন। আরও একটি অসুবিধা হলো বেশির ভাগ হাইড্রোমিটারগুলো পানির নিখুঁত পরিমাণের চেয়ে আপেক্ষিক আর্দ্রতা অনুভব করে- তবে আপেক্ষিক আর্দ্রতা তাপমাত্রা এবং নিখুঁত আর্দ্রতা উভয়েরই একটি কার্যকারিতা, সুতরাং একটি পরীক্ষার চেম্বারে বাতাসের মধ্যে ছোট তাপমাত্রার প্রকারগুলো আপেক্ষিক আর্দ্রতার পরিবর্তনে অনুবাদিত হবে।

একটি ঠান্ডা এবং আর্দ্র পরিবেশে, চুল, শিশির সেল, আয়না, ক্যাপাসিট্যান্স সেন্সিং উপাদান বা আকাঙ্ক্ষার সাইকোমিটারের ড্রাই-বাল্ব থার্মোমিটার হোক না কেন, সেন্সরের মাথায় বরফের পরমানন্দ দেখা দিতে পারে। তদন্তের বরফটি সেই তাপমাত্রায় বরফের সঙ্গে স্যাচুরেশন আর্দ্রতার সঙ্গে পড়ার সঙ্গে মেলে, অর্থাৎ হিম পয়েন্ট। যা হোক, একটি প্রচলিত হাইড্রোমিটার হিম পয়েন্টের অধীনে সঠিকভাবে পরিমাপ করতে অক্ষম এবং এই মৌলিক সমস্যাটি ঘুরে দেখার একমাত্র উপায় হলো আর্দ্রতা তদন্তটি ব্যবহার করা।