Kelembaban udara adalah tingkat kebasahan udara karena dalam udara air selalu terkandung dalam bentuk uap air. Kandungan uap air dalam udara hangat lebih banyak daripada kandungan uap air dalam udara dingin. Kalau udara banyak mengandung uap air didinginkan maka suhunya turun dan udara tidak dapat menahan lagi uap air sebanyak itu. Uap air berubah menjadi titik-titik air. Udara yan mengandung uap air sebanyak yang dapat dikandungnya disebut udara jenuh.

humidity

Dapat dianalogikan dengan sebuah termometer dan termostat untuk suhu udara. Perubahan tekanan sebagian uap air di udara berhubungan dengan perubahan suhu. Konsentrasi air di udara pada tingkat permukaan laut dapat mencapai 3% pada 30 °C (86 °F), dan tidak melebihi 0,5% pada 0 °C (32 °F).

 

Ada dua istilah kelembapan udara yaitu kelembapan tinggi dan kelembapan rendah. Kelembapan tinggi adalah jumlah uap air yang banyak diudara, sedangkan kelembapan rendah adalah jumlah uap air yang sedikit diudara.

 

Kelembapan udara dapat dinyatakan sebagai kelembapan udara absolut, kelembapan nisbi (relatif), maupun defisit tekanan uap air.Kelembapan absolut adalah kandungan uap air yang dapat dinyatakan dengan massa uap air atau tekanannya per satuan volume (kg/m3). Kelembapan nisbi (relatif) adalah perbandingan kandungan (tekanan) uap air actual dengan keadaan jenuhnya (g/kg). Defisit tekanan uap air adalah selisih antara tekanan uap jenuh dengan tekanan uap aktual.

 

1. Kelembapan absolut

Kelembapan absolut mendefinisikan massa dari uap air pada volume tertentu campuran udara atau gas, dan umumnya dilaporkan dalam gram per meter kubik (g/m3).

Contoh:

Dalam 1 meter kubik udara terdapat uap air sebanyak 12 gram. Maka dikatakan bahwa kelembaban absolute udara tersebut ialah 12 gram/m3.

2. Kelembaban relatif / Nisbi

Kelembapan Relatif / Nisbi yaitu perbandingan jumlah uap air di udara dengan yang terkandung di udara pada suhu yang sama. Kelembaban nisbi membandingkan antara kandungan/tekanan uap air aktual dengan keadaan jenuhnya atau apda kapasitas udara untuk menampung uap air.

Misalnya pada suhu 270C, udara tiap-tiap 1 m3 maksimal dapat memuat 25 gram uap air pada suhu yang sama ada 20 gram uap air,maka lembab udara pada waktu itu sama dengan .

3. Kerapatan Uap Air

Massa uap air per satuan volume udara yang mengandung uap air tersebut.(kelembaban mutlak)

ρv = mv /V

Ρv = kerapatan uap air (kg m-3)

Mv= massa uap air (kg) pada volume udara sebesar V

V = volume udara (m3)

Pada daerah lembab seperti di daerah tropis, ρv akan lebih tinggi daripada daerah temperate yang relatif kering terutama pada musim dingin (winter). Pada musim dingin kapasitas udara untuk menampung uap air menjadi kecil.

4. Kelembaban Spesifik

Perbandingan antara massa uap air (mv), dengan massa udara lembab, yaitu massa udara kering (md) bersama-sama uap air tersebut (mv)

q = m/(md + mv)

Nisbah campuran (r) (mixing ratio), massa uap air dibandingkan dengan massa udara kering

Contoh:

Dalam 1 kilogram massa udara terkandung uap air sebanyak 12 gram. Maka dikatakan bahwa kelembaban spesifik udara tersebut adalah 12 gram/kg

 

HYGROMETER

Denison73a

Gambar Hygrometer analog

original_digital-Hygrometer

Gambar Hygrometer digital

Hygrometer mempunyai prinsip kerja yaitu dengan menggunakan dua thermometer. Thermometer pertama dipergunakan untuk mengukur suhu udara biasa dan yang kedua untuk mengukur suhu udara jenuh/lembab (bagian bawah thermometer diliputi kain/kapas yang basah). Thermometer Bola Kering: tabung air raksa dibiarkan kering sehingga akan mengukur suhu udara sebenarnya.

Thermometer Bola Basah: tabung air raksa dibasahi agar suhu yang terukur adalah suhu saturasi/ titik jenuh, yaitu; suhu yang diperlukan agar uap air dapat berkondensasi.

 

Proses Pengukuran

Higrometer terdapat dua skala, yang satu menunjukkan kelembaban yang satu menunjukkan temperatur. Cara penggunaannya dengan meletakkan di tempat yang akan diukur kelembabannya, kemudian tunggu dan bacalah skalanya. skala kelembaban biasanya ditandai dengan huruf h dan kalau suhu dengan derajat celcius.

Ada bentuk higrometer lama yakni berbentuk bundar atau berupa termometer yang dipasang didinding. Cara membacanya juga sama, bisa dilihat pada raksanya di termometer satu yang untuk mengukur kelembaban dan satu lagi yang mengukur suhu. yang bundar ya dibaca skalanya.

Perlu diperhatikan pada saat pengukuran dengan hygrometer selama pembacaan haruslah diberi aliran udara yang berhembus kearah alat tersebut, ini dapat dilakukan dengan mengipasi alat tersebut dengan secarik kertas atau kipas. Sedangkan pada slink, alatnya harus diputar.

Kalibrasi

Sebuah sistem kalibrasi higrometer telah dirancang dan dibuat dalam rangka peningkatan kemampuan kalibrasi higrometer untuk menghasilkan sebuah sistem kalibrasi yang dapat memberikan kemampuan ukur terbaik di bawah 2,5%. Sistem yang dibangun memanfaatkan prinsip kerja divided flow atau aliran terbagi. Pengujian dilakukan terhadap sistem tersebut pada rentang kelembaban relative yang biasa dipakai untuk melakukan kalibrasi, yaitu dari 10% hingga 95%. Pengukuran ketidakseragaman test chamber telah dilakukan pada rentang kelembaban tersebut dengan menggunakan dua buah sensor. Hasil akhir pengujian menunjukkan sistem yang dibangun mampu memberikan kemampuan ukur terbaik masing-masing adalah 0,62% pada RH 10% dan 0,51% pada RH 60% dan 95%.

 

Psychrometer

psychrometer_asmann5

 

original_psychrometer2

 

Gambar Psychrometer

 

        Psychrometer adalah alat yang dirancang untuk menentukan kelembaban udara di atmosfer. Prinsip pengukuran dari alat ini merupakan salah satu teknnologi pengukuran kelembaban udara yang paling akurat saat ini. Nilai kelembaban dihitung dari perbedaan temperatur diantara kedua termometer. Termometer pertama mengukur suhu udara kering dan termometer kedua mengukur suhu udara basah.

 

Psychrometer Assmann

         Psychrometer Assmann yang sering dipakai di Indonesia terdiri dari dua buah termometer air raksa dengan pelindung logam mengkilat. Kedua bola termometer terpasang dalam tabung logam mengkilat. Kipas angin terletak diatas tabung pada tengah alat yang berfungsi untuk mengalirkan udara melalui kedua bola termometer.

 

Tipe Psychrometer Assmann

        Psychrometer Assmann memiliki banyak tipe. Yang membedakan dari tipe-tipe tersebut adalah stuktur, aksesoris, satuan pengukuran dan lain-lain. Tipe-tipe dari Psychrometer Assmann diantaranya adalah :

1. Tipe 225-5230 yang dilengkapai oleh kerangka pembawa dan dengan satuan pengukuran temperatur pada kedua thermometer adalah oC. Spesifikasi dari tipe 225- 5230 adalah :

a. Jangkauan pengukuran temperatur berada pada – 30oC – +50oC dengan graduasi (skala) 0,2oC
b. Keakurasian : 0,1oC
c. Ukuran : 4ıh dia x 16ıhL(100 mm x 405 mm)
d. Berat/shipping adalah : 3 lbs/10lbs (1,4 kg/4,5 kg)

2. Tipe 225-5231 yang dilengkapi oleh kerangka pembawa dan dengan satuan pengukuran temperature kedua termometer dalam oF

3. Tipe 225-52301. Tipe ini merupakan penyempurnaan dari tipe 225-5230 yang memiliki sertifikasi kalibrasi

4. Tipe 225-52311. Tipe ini merupakan penyempurnaan dari tipe 225-5231 yang memiliki sertifikasi kalibrasi

5. Tipe 225-568 yang dilengkapi dengan pemindah kain muslin dengan panjang 24 length

 

Struktur Psychrometer Assmann
Struktur Psychrometer Assmann terdiri dari :

Keterangan gambar :
1. Kunci pemutar
2. Aspirator
3. Spring case
4. Termometer
5. Insulasi putih
6. Insulasi hitam
7. Tabung insulasi
8. Tabung pelindung

 

Prinsip Kerja Psychrometer Assmann
         Psychrometer Assmann terdiri dari 2 termometer yaitu thermometer bola basah dan termometer bola kering yang diletakkan dalam tabung anti radiasi matahari dan tabung aliran udara (intake tube). Tabung aliran udara dihubungkan dengan tabung saluran udara utama yang memiliki sebuah ventilasi diatasnya. Ventilasi berfungsi untuk membuang udara yang melalui tabung utama dan 2 tabung saluran udara. Udara mengalir pada kedua termometer dengan kecepatan
minimum 2 m/s.

Cara Pengoperasian Awal

Kain muslin (pada bola basah) dibasahi dengan air suling atau air bersih menggunakan karet balon. Putar jam kipas angina, tetapi jangan terlalu keras sehingga udara terhisap dari bawah menuju ventilasi. Tunggu 3 sampai 4 menit kemudian baca termometer bola basah dan kering dengan keteltian 0,1oC. Gunakan koreksi indeks pada pembacaan thermometer. Periksa table psychrometrik untuk menentukan nilai kelembaban udaranya.

Cara Pemasangan di lapangan
Untuk pengukuran suhu dan kelembaban udara, alat digantung pada sebuah tiang terbuka. Untuk keperluan synop biasanya alat digantung sehingga kedua bola termometer berada pada ketinggian 1,25-2,00 m diatas permukaan tanah. Alat dipasang menghadap angin dan sedemikian sehingga logam mengkilat mencegah sinar matahari langsung sampai ke termometer, terutama pada angin lemah dan sinar matahari yang kuat.

Jika tidak tersedia tiang maka alat dipegang dengan tangan, sejauh mungkin dari badan atau lebih rendah dari suhu udara dan selalu menghadap angin. Apabila angin melebihi 10 knots maka dipasang pelindung angin pada ventilasi udara.

Cara Pemeliharaan

1. Kain muslin harus selalu diganti. Kain muslin Psychrometer Assmann adalah kain muslin khusus (tergantung pada bola basah) yang berbentuk kaos. Diikat kuat agak jauh dari bola (diatas bola). Kain muslin diikat tepat dibawah bola. Kain muslin diganti sebelum kotor, sebaiknya 2 minggu sekali. Lebih sering diganti jika alat digunakan di daerah pantai atau industri. Di daerah pantai, haruslah berhati-hati jangan sampai bola basah terkena percikan ombak. Hal ini sering terjadi jika ada badai dan angin laut.

2. Air untuk membasahi kain muslin adalah air aquades. Air yang dipakai untuk bola basah harus murni. Jangan membeli air murni dari bengkel kendaraan bermotor, karena dapat mengandung garam asam belerang.

3. Kalau as kipas angin aus harus diberi minyak. Sebaiknya empat atau lima bulan sekali.

4. Besi pelindung thermometer harus selalu mengkilat

 

Pemasangan di Lapangan

Pemasangan Psychrometer Assmann di lapangan biasanya digantung dengan menggunakan tiang penggantung setinggi 1,25-2,00 m. Hal ini disebabkan karena kelembaban udara yang diukur adalah kelembaban udara permukaan. Psychrometer Assmann tidak boleh menghadap langsung ke matahari karena suhu yang diukur bukan dari panas langsung dari matahari tetapi panas yang disebabkan oleh aliran udara yang mengalir mengenai Psychrometer Assmann.

Sebenarnya panas dari aliran udara disebabkan oleh penyinaran matahari. Udara memuai, mengembang dan saling bergesekan sehingga menimbulkan panas. Apabila udara yang mengalir membawa uap air yang cukup banyak disebut udara basah, begitu juga sebaliknya. Keadaan seperti ini yang diukur untuk mengetahui kelembaban udara (relative humudity ) karena keadaan udara dapat berubah terhadap waktu. Tetapi keadaan udara yang bagaimanakah yang ideal untuk dapat diukur kelembaban udaranya?.

Menurut Rojali:1997, apabila angin meniup melebihi 10 knot maka dipasang pelindung angin pada tempat udara keluar dari alat dan dibagian angin meniup. Aliran udara yang diukur adalah aliran udara yang memiliki kecepatan 6-10 knot (3-5 m/s). Untuk memperoleh kecepatan aliran udara sebesar itu maka diperlukan sebuah pengatur kecepatan udara. Pada Psychrometer Assmann telah dilengkapi oleh sebuah kipas penghisap yang memiliki kecepatan putaran 3-5 m/s tergantung pada spesifikasi yang telah dibuat pabrik tetapi tidak melebihi dari batas ambang kecepatan maksimum yang diperlukan untuk mengukur kelembaban udara.

Pada kecepatan 6-10 knot (3-10 m/s), udara mengalir secara perlahan melalui tabung udara udara menuju ventilasi sehingga peningkatan suhu udara tidak berfluktuasi secara cepat karena udara terdiri dari parsel udara kering dan basah sehingga apabila terlalu cepat (>10 knot) maka tidak seluruhnya parsel udara yang terukur melewati termometer bola basah-bola kering. Termometer bola basah berfungsi untuk mengukur suhu udara pada keadaan jenuh sedangkan termometer bola kering berfungsi untuk mengukur suhu udara kering. Apabila tidak ada tiang penggantung, maka Psychrometer Assmann dipegang menggunakan tangan, sejauh mungkin dari tubuh kita karena pengaruh suhu tubuh atau benda yang memiliki lebih tinggi dapat mempengaruhi fluktuasi suhu yang terukur pada termometer karena kita megharapkan suhu yang terukur adalah suhu udara yang mengalir melalui termometer bola basah-bola kering.

 

Perawatan Psychrometer Assmann

Banyak hal yang menyebabkan hasil pengukuran suhu pada thermometer Psychrometer Assmann tidak sesuai dengan termometerpsychrometer standar. Salah satu penyebabnya adalah kain muslin yang jarang diganti dan penggunaan air untuk kain muslin. Kain muslin sebaiknya diganti 2 minggu sekali karena kain muslin yang kotor dan berlumut dapat menghambat pipa kapiler yang terdapat pada kain muslin sehingga air tidak dapat terserap dan membasahi bola termometer bola basah secara maksimal. Lancarnya proses kapilaritas pada kain muslin mempengaruhi banyaknya air yang terhisap oleh kain tersebut.

Air yang digunakan untuk membasahi kain muslin adalah air suling atau air akuades (air murni). Air sumur dan air ledeng tidak baik digunakan untuk membasahi kain muslin karena air sumur dan air ledeng mengandung banyak mineral-mineral yang dapat menyebabkan kain muslin cepat kotor dan berlumut. Yang sering terjadi di lapangan adalah observer sering lupa menambah atau mengganti air termometer bola basah sehingga air menjadi kering. Kalau air menjadi kering maka pengamatan suhu pada termometer bola basah akan sama dengan dengan suhu yang terbaca pada termometer bola kering. Oleh sebab itu ketersediaan air pada thermometer bola juga harus diperhatikan bagi para observer.

Penyebab lain yang mempengaruhi hasil pengukuran adalah pelindung logam mengkilat. Pelindung logam mengkilat harus tetap terjaga kebersihannya agar sinar matahari yang mengenai logam tersebut tetap terpantul dengan baik. Apabila logam tersebut kotor dan berwarna maka sinar matahari akan terserap. Banyaknya sinar matahari yang terserap tergantung dari warna kotoran yang menempel pada logam mengkilat. Kita ingat bahwa harga e (emisivitas radiasi) untuk benda yang benar hitam adalah nol (e = 0), untuk bewarna putih harga e adalah satu (e = 1) dan yang berada diantaranya nilai e berada di antara 0 dan 1. Semakin kotor logam mengkilat maka semakin banyak sinar matahari yang terserap, sehingga apabila hal itu terjadi maka suhu termometer bola basah-bola kering bukan hanya dipengruhi oleh suhu aliran udara yang melewatinya tetapi juga dipengaruhi oleh suhu dari sinar matahari, sedangkan kita hanya menginginkan aliran suhu dari udara untuk mengukur kelembaban dari udara tersebut. Pembersihan pelindung logam mengkilat hendaklah dilakukan 1 kali/hari karena mengingat pelindung logam tersebut sangat rentan terhadap kotoran dan perubahan-perubahan yang terjadi.

 

 

Sumber:

https://id.wikipedia.org/wiki/Kelembapan
http://www.scribd.com/doc/89729664/Pengertian-Kelembaban
http://zahrosofie.wordpress.com/2011/03/18/kelembapan-udara/
http://kamuspengetahuan.blogspot.com/2011/04/psychrometer-assmann.html