Hinweis: Dieser Beitrag dient ausschließlich der sachlichen Einordnung ausgewählter wissenschaftlicher und messtechnischer Quellen. Er enthält keine Empfehlung zum Konsum und keine Garantie für Ertrag, Wirkstoffgehalt, Schimmelfreiheit oder Weitergabefähigkeit. Maßgeblich bleiben die gesetzlichen Vorgaben, behördlichen Auflagen und die chargenbezogene Qualitätskontrolle.
Luftfeuchte und Temperatur werden im Anbauraum täglich abgelesen und dokumentiert. Ob diese Werte zutreffen, wird im Betriebsalltag nicht immer regelmäßig überprüft. Messtechnische Untersuchungen zeigen, dass elektronische Feuchtesensoren mit der Zeit vom tatsächlichen Wert abweichen können, vor allem in sehr feuchter Luft. Die wichtigsten Punkte:
- Kapazitive Feuchtesensoren können driften. In einem zweijährigen Feldtest des Deutschen Wetterdienstes wichen die untersuchten Sensoren um bis zu ±20 Prozentpunkte von einem Referenzgerät ab; die ausgewertete Abbildung zeigt den Bereich über 90 Prozent relativer Feuchte.[1]
- Langzeittests eines Sensorherstellers untersuchten außerdem den Einfluss bestimmter Dämpfe, darunter Lösemittel, Säuren und Terpene.[2]
- Mit gesättigten Salzlösungen lässt sich die Anzeige eines Hygrometers überprüfen. Über Kochsalzlösung stellt sich bei 25 °C als Referenzwert eine Luftfeuchte von 75,3 Prozent ein, über Magnesiumchlorid von 32,8 Prozent.[3]
- Die genannten Leitfäden legen kein einheitliches Prüfintervall für jedes Hygrometer fest. Ein Intervall kann anhand von Messaufgabe, Herstellerangaben und eigenen Prüfergebnissen festgelegt werden.[4]
Kalibrieren oder justieren? In der Messtechnik heißt Kalibrieren: Die Anzeige eines Geräts wird mit einem Referenzwert verglichen und die Abweichung festgestellt. Das Gerät selbst wird dabei nicht verändert. Wird es anschließend nachgestellt, nennt man das Justieren.[10] Der Salztest in diesem Beitrag ist ein solcher Vergleich; er stellt das Gerät nicht ein. Es ist eine Kalibrierung ohne Rückführung auf ein nationales Normal und nicht zu verwechseln mit einer akkreditierten Kalibrierung durch ein Kalibrierlabor.
Warum Feuchtesensoren driften
Die meisten digitalen Hygrometer messen die Luftfeuchte mit einem kapazitiven Sensor. Eine dünne Polymerschicht nimmt Wasser auf und verändert dadurch ihre elektrischen Eigenschaften. Diese Schicht reagiert auch auf andere Einflüsse.
Ein Konferenzbeitrag des Deutschen Wetterdienstes beschreibt einen zweijährigen Außentest mit sechs solchen Sensoren und einem Taupunktspiegel-Hygrometer als deutlich genauerer Referenz. Die Sensoren wichen um bis zu ±20 Prozentpunkte ab; die Abweichungen nahmen mit sinkender Temperatur, höherer Feuchte und der Betriebsdauer zu, die ausgewertete Abbildung zeigt den Bereich über 90 Prozent relativer Feuchte. Als Ursache nennen die Autoren Kondensation oder Sublimation am Sensor beziehungsweise am Sensorelement.[1] Einschränkung: Es handelt sich um Außenmessungen, nicht um eine Untersuchung im Anbauraum.
In einer Untersuchung von Mitarbeitenden des Sensorherstellers Vaisala liefen Sensoren über 400 Tage in einem Holztrockner, in dessen Luft unter anderem Säuren, Alkohole und Terpene vorkamen. Die mitgeführten Vergleichssensoren drifteten um mehr als 1 Prozentpunkt bei trockener Luft und um mehr als 2,5 Prozentpunkte bei 75 Prozent Luftfeuchte. Auch Isopropanol-Dampf verschob die Anzeige.[2] Die Ergebnisse können für Räume mit pflanzlichen Ausdünstungen oder Reinigungsdämpfen ein Hinweis sein. Wie stark ein Sensor in einem konkreten Anbauraum abweicht, belegen sie nicht.
Salztest: Prüfen mit gesättigter Lösung
Über einer gesättigten Salzlösung stellt sich in einem geschlossenen Gefäß eine definierte Luftfeuchte ein. Die Norm ASTM E104 beschreibt die Verwendung solcher Lösungen, um konstante relative Luftfeuchten zu erzeugen, und nennt unter anderem Magnesiumchlorid und Natriumchlorid als Referenzpunkte.[9] Die Referenzwerte hat das US-Normungsinstitut NBS (heute NIST) gemessen und zusammengestellt. Weil es sich um eine physikalische Eigenschaft der Lösungen handelt, werden sie bis heute verwendet.[3]
Referenzwerte der gesättigten Lösungen bei der jeweiligen Temperatur:[3]
| Temperatur | Magnesiumchlorid | Kochsalz (Natriumchlorid) |
|---|---|---|
| 20 °C | 33,1 % ± 0,2 | 75,5 % ± 0,1 |
| 25 °C | 32,8 % ± 0,2 | 75,3 % ± 0,1 |
| 30 °C | 32,4 % ± 0,1 | 75,1 % ± 0,1 |
Die Referenzwerte verändern sich mit der Temperatur; deshalb wird die Prüftemperatur mit erfasst. Die Norm weist darauf hin, dass gesättigte Salzlösungen korrosiv sein und korrosive Dämpfe bilden können.[9] Der Sensor sollte nur mit der Luft über der Lösung in Kontakt kommen, nicht mit der Lösung selbst. Wichtig sind außerdem eine gleichmäßige Temperatur ohne Zugluft oder Sonne, ein dicht schließendes Gefäß und ausreichend Wartezeit, bis sich die Anzeige stabilisiert hat. Eine Herstelleranleitung für Kalibriersets nennt je nach Bedingungen 10 bis 30 Minuten, bei hoher Feuchte 20 bis 40 Minuten.[5] Daraus lässt sich keine allgemeine Mindestwartezeit für jedes Gefäß und jeden Sensor ableiten.
Mit mehreren Salzreferenzen lässt sich prüfen, wie ein Sensor in unterschiedlichen Feuchtebereichen anzeigt. Wer Messwerte gegenüber Dritten verwenden will, kann das Gerät zusätzlich in einem akkreditierten Labor kalibrieren lassen; die Richtlinie DKD-R 5-8 beschreibt dieses Verfahren für elektronische Hygrometer.[6]
Wie oft prüfen?
Die genannten Leitfäden geben kein einheitliches Intervall für jedes Hygrometer vor. Der internationale Leitfaden ILAC-G24 / OIML D 10 beschreibt die Festlegung von Kalibrierintervallen als Abwägung: Wie genau muss gemessen werden, wie stark ist das Gerät bei früheren Prüfungen abgewichen, was sagt der Hersteller? Das Intervall wird anhand der eigenen Prüfergebnisse angepasst.[4] Für Referenzgeräte nennt ein Messgerätehersteller eine jährliche Feuchtekalibrierung (Herstellerangabe).[5]
Bei geringen und stabilen Abweichungen kann der Verein längere Prüfintervalle erwägen; bei größeren oder wechselnden Abweichungen kann er kürzere Intervalle festlegen.
Was ein Messfehler ausmacht
Beim Dampfdruckdefizit (VPD). Das VPD wird aus Temperatur und Luftfeuchte berechnet.[7] Ein Rechenbeispiel bei 25 °C: Bei tatsächlich 60 Prozent Luftfeuchte beträgt das VPD rund 1,27 kPa. Zeigt das Hygrometer stattdessen 63 Prozent an, ergibt die Berechnung rund 1,17 kPa – etwa 8 Prozent weniger. Auch ein Temperaturfehler kann die Berechnung spürbar verändern; die genaue Wirkung hängt von den Ausgangswerten ab.
Beim Trocknen. Getrocknetes Pflanzenmaterial gleicht seine Feuchte mit der umgebenden Luft ab; im Gleichgewicht entspricht die Wasseraktivität dem Hundertstel der relativen Luftfeuchte. Zeigt ein Hygrometer 5 Prozentpunkte zu wenig an, kann eine tatsächliche Umgebungsfeuchte von 60 Prozent auf dem Gerät wie 55 Prozent erscheinen.
Bei der Platzierung. In einer Gewächshausuntersuchung verringerte eine einfache Belüftung des Sensors den dort beobachteten Temperaturfehler durch Sonneneinstrahlung um bis zu 10 °C.[8] Das Ergebnis lässt sich nicht ohne Weiteres auf jeden Anbauraum übertragen; es zeigt aber, dass ungeschützte Sensoren unter Strahlung zu warm messen können.
Was die Quellen nicht zeigen
Untersuchungen speziell zur Sensordrift in Cannabis-Anbauräumen wurden in der ausgewerteten Literatur nicht gefunden. Die Driftdaten stammen aus Außenmessungen und aus einem Holztrockner; wie stark ein bestimmtes Gerät im eigenen Raum abweicht, zeigt nur die eigene Prüfung. Zum Einfluss von Staub auf Feuchtesensoren wurde keine belastbare Studie gefunden. Herstellerangaben zur Genauigkeit und Langzeitstabilität beziehen sich auf festgelegte Prüfbedingungen, nicht auf die Bedingungen in einem bestimmten Verein.
Was das für den Verein bedeutet
- Der Verein kann Hygrometer in einem selbst festgelegten Intervall prüfen, zum Beispiel mit einem Salztest, und Ergebnis, Datum und Gerät dokumentieren. So wird sichtbar, ob ein Gerät driftet.
- Auf mögliche Kondensation achten. Sensoren, die beschlagen, können besonders prüfbedürftig sein.
- Bei der Reinigung mit Alkohol oder Desinfektionsmitteln Sensoren nicht direkt besprühen, sofern die Herstelleranleitung nichts anderes vorsieht.
- Messfühler möglichst repräsentativ, belüftet und nicht unter direktem Licht anbringen.
- Für Messwerte, die gegenüber Dritten verwendet werden sollen, kann der Verein ein geeignetes Referenzgerät oder eine externe Kalibrierung vorsehen.
Häufige Fragen
Wie oft sollte man ein Hygrometer prüfen? Die genannten Leitfäden legen kein einheitliches Prüfintervall für jedes Hygrometer fest. Der Verein kann das Intervall anhand der Messaufgabe, der Herstellerangaben und früherer Prüfergebnisse festlegen.[4]
Wie kann ich ein Hygrometer selbst überprüfen? Mit einer gesättigten Salzlösung in einem dicht schließenden Gefäß. Über Kochsalz ergeben sich bei 25 °C rund 75 Prozent relative Luftfeuchte, über Magnesiumchlorid rund 33 Prozent.[3] Der Vergleich zeigt die Abweichung; er stellt das Gerät nicht automatisch ein.
Sollte man digitale Hygrometer prüfen? Auch digitale Hygrometer können unter bestimmten Bedingungen abweichen, etwa nach Kondensation oder bei bestimmten Dämpfen.[1][2] Eine regelmäßige Prüfung kann zeigen, ob das eigene Gerät unter den konkreten Bedingungen auffällig abweicht.
Was ist der Unterschied zwischen Kalibrieren und Justieren? Kalibrieren heißt, die Abweichung gegenüber einer Referenz festzustellen. Justieren heißt, das Gerät anschließend nachzustellen.[10]
Wie genau sind Hygrometer? Hersteller geben für hochwertige Sensoren unter festgelegten Bedingungen Genauigkeitswerte an. Diese Werte gelten nicht ohne Weiteres für den Dauerbetrieb bei hoher Feuchte oder für Räume mit zusätzlichen Einflüssen. Wie stark ein konkretes Gerät abweicht, zeigt nur eine Prüfung.
Quellen
- [1] · KONFERENZBEITRAGGriesel S, Theel R, Niemand C, Lanzinger E (Deutscher Wetterdienst): Acceptance test procedure for humidity sensors. WMO/CIMO TECO-2012, IOM Report No. 109. https://old.wmo.int/extranet/pages/prog/www/IMOP/publications/IOM-109_TECO-2012/Session1/P1_09_Griesel_Acceptance_test_procedure_humidity_sensors.pdfOriginalquelle ↗↑ zum Text
- [2] · SYMPOSIUMSBEITRAG (Hersteller)Ikonen J, Stormbom L, Ranta-aho M (Vaisala): Chemical interference test results for HUMICAP H180R. ISHM 2006. https://vaisala.com/sites/default/files/documents/chemical_interference_testresults_h180r.pdfOriginalquelle ↗↑ zum Text
- [3] · FACHARTIKELGreenspan L: Humidity Fixed Points of Binary Saturated Aqueous Solutions. Journal of Research of the National Bureau of Standards 81A(1):89–96, 1977. https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/jres/81A/jresv81An1p89_A1b.pdf (Fundstelle: Tabelle 2)Originalquelle ↗↑ zum Text
- [4] · LEITFADENILAC-G24 / OIML D 10:2022: Guidelines for the determination of recalibration intervals of measuring equipment.↑ zum Text
- [5] · HERSTELLERANGABEVaisala: Bedienungsanleitungen HMK15 (Wartezeiten) und HM70 (Kalibrierintervall).↑ zum Text
- [6] · RICHTLINIEDKD-R 5-8:2019: Kalibrierung von Hygrometern zur direkten Messung der relativen Feuchte. Physikalisch-Technische Bundesanstalt. https://oar.ptb.de/resources/show/10.7795/550.20190214ENOriginalquelle ↗↑ zum Text
- [7] · FACHBERICHTAllen RG, Pereira LS, Raes D, Smith M: Crop evapotranspiration (FAO Irrigation and Drainage Paper 56), 1998, Gleichung 11. https://www.fao.org/3/x0490e/x0490e00.htmOriginalquelle ↗↑ zum Text
- [8] · FACHARTIKELRamesh KK, Arakeri JH: Actively and passively aspirated temperature sensors in a windless environment like greenhouses. Sādhanā 44, 2019. DOI 10.1007/s12046-019-1066-4 (Fundstelle: Abstract – „even small flow rates can decrease the error shown by unventilated sensors by as much as 10 °C“)Originalquelle ↗↑ zum Text
- [9] · NORMASTM E104-20a: Standard Practice for Maintaining Constant Relative Humidity by Means of Aqueous Solutions. ASTM International. https://store.astm.org/e0104-20.htmlOriginalquelle ↗↑ zum Text
- [10] · NORMJCGM 200:2012, Internationales Wörterbuch der Metrologie (VIM), Begriffe 2.39 „Kalibrierung“ und 3.11 „Justierung“. https://www.bipm.org/en/committees/jc/jcgm/publicationsOriginalquelle ↗↑ zum Text