Pengukuran Kelembaban Udara

Kelembaban nisbi udara ialah nilai nisbah antara uap air yang terkandung dan daya kandung maksimum uap air di udara pada suatu suhu dan tekanan tertentu, yang dinyatakan dalam persen. Kelembaban udara dalam pengamatan klimatologi dinyatakan sebagai kelembaban nisbi atau RH (Relatif humidity). Terdapat empat macam dasar cara pengukuran kelembaban nisbi udara: 

a. Metoda thermodinamik
b. Metoda perubahan ukuran (panjang) benda higroskopik
c. Metoda perubahan nilai suatu listrik
d. Metoda kondensasi

Metode yang digunakan di stasiun klimatologi ialah metode thermodinamik. Pengukuran kelembaban nisbi udara dengan metode ini membutuhkan psikometer atau secara langsung dapat menggunakan hygrometer. Alat-alat ini diletakkan dalam sangkar cuaca.

Peralatan dan Cara Pengukuran 

1. Psikrometer 

Psikrometer  ialah alat pengukur RH, yang bekerja berdasarkan persamaan thermodinamik, sebagai berikut :

RH = (ed/ea x 100%)

Dimana :
RH = kelembaban nisbi udara dalam persen
ed = tekanan uap air sebenarnya di udara dalam milibar
ea = tekanan uap air jenuh dalam milibar pada suhu
ew = tekanan uap air jenuh dalam milibar pada suhu
A = tetapan psikrometer yang tergantung dari cara

A= 0,000662 ventilasi psikrometer tipe dengan kecepatan angin 5 ms-1
A= 0,000800 ventilasi psikrometer secara alami seperti dalam sangkar thermometer dengan kecepatan angin berkisar 1 ms-1
A= 0,000120 tanpa ventilasi, tidak ada pergerakan udara dalam ruangan

P= tekanan udara barometric dalam milibar pada altitude tertentu
Td = suhu thermometer bola kering;
Tw = suhu thermometer bola basah

Pada tekanan dan suhu tertentu, nilai ew besarnya tertentu: pada kecepatan 3 ms-1 koefisien A nilainya tertentu dan perubahan nilai P di udara lapisan bawah relatif kecil, sehingga melalui pengukuran Td-Tw nilai RH dapat diketahui perbedaan antara thermometer bola kering dan bola basah ialah pada thermometer bola basah menggunakan kain kasa atau muselim yang dicelupkan ke mangkok yang berisi air aquades secara terus menerus. Thermometer yang dipakai hendaklah mempunyai pembagian garis skala 0,1 derajat. Adapun cara membacanya dimulai dari thermometer bola kering kemudian bola basah. Pembacaan tidak boleh terlalu dan harus tepat.

Hal-hal yang perlu diperhatikan untuk thermometer bola basah ialah :
a. Kain kasa/muselim yang digunakan harus benar-benar higroskopis
b. Pada waktu memasang kain muselim tangan harus bersih
c. Menggunakan aquades sebagai air pembasah

Beberapa jenis psikrometer yang banyak dikenal ialah psikrometer sangkar (stationary psychrometer), psikrometer putar (siling psycrometer) dan psikrometer ventilasi (aspirated psycrometer ) yang banyak dikenal ialah psikrometer Assman. Jenis lain yang belum banyak dikenal di Indonesia ialah psikrometer perekam. Jenis ini pada prinsipnya ialah thermograf dengan dua macam pengindera dwilogam. Salah satu pengindera dibungkus kain muselim dan dibasahi secara terus menerus. Psikrometer Sangkar (Stasionery Psychrometer). Psikrometer sederhana ini terdiri dari sepasang thermometer (bola basah dan bola kering), dipasang tegak lurus dalam sangkar cuaca dengan tinggi penginderaan 1,25 – 2 meter dari permukaan tanah. Apabila pengamatan dilakukan dengan higrograf, maka nilai RH dari psikrometer digunakan sebagai penera. Begitu pula nilai rata-rata dari bola kering dapat digunakan untuk menera suhu harian atau nilai suhu dari thermograph. Penempatan alat ini di dalam sangkar diharapkan agar penginderanya terhindar dari sinar matahari langsung, tetesan air hujan dan angin yang terlalu kencang. Kecepatan angin yang diperlukan pada waktu pembacaan ialah 3-5 meter per detik. Pada daerah yang berangin lemah diperlukan kipas penghembus psikrometer yang diputar sebelum pembacaan. Apabila tidak tersedia kipas angin, maka digunakan tabel khusus psikrometer n. Tabel tersebut disusun untuk perhitungan RH pada kecepatan angin 1-1,5 meter per detik, sesuai dengan kecepatan angin di dalam sangkar.

Penggantian kain muselim dianjurkan seminggu sekali, sebelum dipasang kain harus dicuci terlebih dahulu untuk menghilangkan kotoran, debu, dan lemak. Kegiatan ini biasanya dilakukan setelah pengamatan atau minimal 50 menit sebelum pengamatan. Jarak antara kain pengindera dengan mangkok yang berisi air aquades ialah 2-7 cm.

Kedua thermometer dipasang berdampingan didalam satu kerangka. Kedua pengindera dilindungi dinding logam yang mengkilat untuk menghindarkan dari pengaruh sinar langsung. Keduanya dipisahkan oleh penyekat agar pengindera bola kering tidak terpengaruh oleh uap air dari pengindera bola basah. Langkah yang perlu ditempuh dalam menggunakan alat ini ialah:

• Pelindung pengindera dibuka, aquades diteteskan hingga kain muselim cukup basah (dengan menggunakan pipet), kemudian ditutup kembali. 
• Pilih tempat yang aman untuk memutarnya. Sebaiknya dicari tempat yang terlindung. Apabila angin sedang bertiup, badan harus menentang arah angin. Putar dengan hati-hati di depan dada dan jangan terlalu dekat dengan tubuh. Dianjurkan empat putaran per detik agar didapatkan kecepatan hembusan udara pada pengindera + 2,5 ms-1 dan diakhiri perlahan-lahan. 
• Pembacaan segera dilakukan setelah putaran berhenti yang dimulai bola kering kemudian bola basah. Pada saat pembacaan hendaknya menahan nafas. 
• Pengukuran dinding 2 atau 3 kali agar diperoleh nilai yang seragam 

Menentukan kelembaban nisbi udara dengan menggunakan tabel RH 

Setelah didapat nilai suhu bola kering dan bola basah, maka selisih dari keduanya dicari dalam tabel atau mistar sangkar untuk memperoleh nilai RH. Tabel disusun menurut perhitungan (rumus) yang telah ditetapkan di atas, tanpa perhitungan lagi langsung menggunakan tabel dengan data suhu BK (lajur tegak kiri) dan selisih dari BK dan BB (lajur mendatar atas) (Tabel 2). Tabel 2. digunakan untuk psikrometer yang diletakkan dalam sangkar pnetrometer.

Beberapa sumber kesalahan pada psikrometer
a. Kesalahan skala pada thermometer. Kesalahan skala dapat terjadi apabila digunakan thermometer yang belum diketahui tingkat ketelitiannya. Oleh karena itu, sebelum digunakan thermometer harus ditera terlebih dahulu dan nilai RH ditentukan berdasarkan nilai suhu yang benar (corrected).

b. Kesalahan yang ditimbulkan oleh sistem pengaliran udara pada pengindera Penentuan nilai RH dengan psikrometer, didasarkan kepada suatu rumus yang di dalamnya terlihat suatu nilai tetapan psikrometer. Nilai tetapan ini membutuhkan persyaratan kecepatan tertentu dan aliran udara ke arah kedua pengindera thermometer. Penggunaan tabel tanpa memeperhatikan persyaratan ventilasi akan mengakibatkan penyimpangan pada nilai kelembaban yang diperoleh. Hal tersebut terjadi apabila digunakan tabel RH yang tidak sesuai dengan tipe psikrometernya. Perlu dijelaskan pula bahwa salah satu kelemahan utama dari psikrometer sangkar terdapat pada sistem ventilasinya, terutama pada pemakaian di daerah yang berudara tenang. Pada daerah yang anginnya kurang, apabila menggunakan psikrometer sangkar di waktu udara kering dapat menimbulkan kesalahan nilai RH hingga 10 %.

c. Pengotoran kain muselim atau pada air pembasah. Adanya kotoran pada kain muselim atau pada air pembasah mengakibatkan hambatan pada penyerapan air dan proses penguapan di dalam kain muselim. Pengotoran mudah terjadi di daerah pantai (oleh garam), daerah berdebu, dan daerah industri. Sedangkan di daerah lembab kain muselim mudah ditumbuhi oleh lumut atau jamur. Untuk mengindari kesalahan ini kain muselim dan air pembacaannya harus sering diganti, sebaiknya satu minggu sekali. Bila tidak terdapat aquades sebagai pembasah, dapat digunakan air hujan yang tertampung pada penakar hujan. Apabila persyaratan tersebut di atas dapat tepenuhi, pengukuran RH dengan psikrometer akan menghasilkan data yang teliti. Nilai RH dari psikrometer umumnya lebih teliti dibandingkan dengan nilai dari hygrometer rambut. Oleh karena itu, psikrometer dapat digunakan sebagai alat penera hygrometer atau hygrograf.

2. Hygrometer Rambut 
Rambut merupakan benda higroskopik yang memiliki nilai pemuaian dan penyusutan yang berkorelasi baik dengan kelembaban nisbi udara. Bila RH naik panjang rambut bertambah dan menyusut apabila RH turun. Hubungan antara RH dan perpanjangan rambut tidak linier. Sebagai pengindera higrograf digunakan rambut manusia setelah dibersihkan dari debu, minyak dan lemak. Pada alat tersebut perubahan panjang dirambatkan melalui sistem mekanik serta tangkai pena sehingga diperoleh gambar grafik pada kertas pias. Higrograf rambut yang dikombinasikan dengan thermograph pada sebuah alat, dinamakan thermohigrograph. Sistem rekaman data dilakukan untuk periode harian atau mingguan. Pada suhu rendah reaksi terhadap perubahan kelembaban agak lambat. Demikian pula suasana RH sangat rendah dan sangat tinggi.

Alat ini kurang baik digunakan di daerah dengan kelembaban nisbi kurang dari 25 persen. Pada umumnya hygrograf kurang teliti (nilai kesalahan +5 %), maka diperlukan data psikrometer sebagai pengontrol data. Keuntungan penggunaan alat ini ialah dapat merekam kelembaban nisbi udara secara terus menerus. Sebelum digunakan perlu dikalibrasi terlebih dahulu terhadap psikrometer baku (stAndart). Hal ini dianjurkan untuk dilakukan di dinas meteorologi. Beberapa sumber kesalahan ialah kesalahan titik nol dan kerusakan pada sistem mekanik. Kesalahan yang sering terjadi pada hygrograf ialah pengotoran pengindera rambut oleh debu dan partikel lainnya, berkas rambut berkurang karena putus, perubahan sistem mekanik dan pemasangan kertas pias yang kurang tepat. Oleh karena itu dianjurkan untuk membersihkan berkas rambut satu minggu sekali oleh petugas yang terlatih. Pencucian dengan aquades menggunakan kuas yang sangat halus, dan rambut tidak boleh tersentuh jari atau benda lain yang berlemak. Jika pengindera rambut telah selesai dicuci dan tetesan air pada rambut cepat hilang, maka pena harus menunjukkan kelambaban nisbi 95 %. Bila kurang tepat perlu dilakukan penyesuaian dengan memutar sekrup pengaturnya

Pada waktu pengamatan segera setelah dilakukan pembacaan RH, psikrometer pelu dilakukan pemberian tAnda koreksi pada grafik RH dengan menaruh pena higrograf ke bawah secara berhati-hati (demikian pula pada pena thermohygrografnya). Hal ini bertujuan untuk memudahkan pembacaan nilai RH dari kertas pias yang selanjutnya dibandingkan dengan RH dari psikrometer bagi penyusunan nilai koreksi higrograf

---

Share : Facebook Twitter Google+ Digg

Jika Anda menyukai Artikel di blog ini, Silahkan klik disini untuk berlangganan gratis via email, Anda akan mendapat kiriman artikel setiap ada artikel yang terbit di Our Akuntansi