Прибор для измерения влажности воздуха в помещении. Прибор измеряющий влажность воздуха в квартире Как называется измеритель влажности

Вопрос о том, как сделать прибор для измерения влажности воздуха, интересовал физиков испокон веков. В свое время такая проблема беспокоила также синоптиков. Сегодня же даже для обычных людей не менее важно обладать информацией об уровне влажности внутри помещений, где приходится жить, работать и просто проводить достаточно много времени.

Как влажность воздуха отражается на самочувствии?

Тело взрослого, сформировавшегося человека практически на 70% состоит из воды, а тело маленького ребенка и того больше, примерно на 90%. Согласно мнению специалистов, в течение суток человек должен потреблять не менее 2 литров обычной воды, что способствует поддержанию основных процессов функционирования организма.

Длительное нахождение в засушливой среде приводит к потере влаги кожей и как результат - к быстрому старению. Легкие человека высвобождают воздух, влажность которого составляет порядка 100%. Если при этом вдыхается слишком пересушенный воздух, его увлажнение в организме происходит за счет внутренних жидкостей. Длительное нахождение в таких условиях обязательно вызывает высыхание слизистых оболочек. Именно отсюда ощущение сухости во рту, пересыхание губ, заложенность носа, возникновение периодических мелких покашливаний, сопение и храп во время сна.

Аппаратура для измерения влажности воздуха

Существует целый ряд как специализированных, так и импровизированных приборов для измерения уровня влажности воздуха в помещениях. Среди наиболее распространенных специальных аппаратов следует выделить психрометры и гигрометры. Служат такие приборы единой цели, однако в основе их работы лежат кардинально отличные друг от друга принципы.

Если говорить об импровизированных способах измерения влажности, то здесь можно отметить возможность применения обычного стакана с водой или стандартного термометра, о чем более подробно будет рассказано далее.

Гигрометры

Гигрометр - прибор для измерения влажности воздуха, принцип работы которого позволяет выявить, как изменение показателей влажности отражается на отдельных телах и материях. В качестве яркого примера можно отметить волосной гигрометр, где в качестве средства для измерения выступает обезжиренный человеческий волос. Изменяя собственную длину, исходя из изменений показателей влажности, волос позволяет получать данные о необходимом показателе в пределах от 30 до 100%.

Широкое распространение также приобрел гигрометр пленочного типа. Такой прибор измерения влажности воздуха содержит крайне чувствительный к уровню влаги элемент в виде органической пленки. Существует также целый ряд других, более высокоточных гигрометров. Однако их применение в бытовых условиях может оказаться слишком дорогим удовольствием.

Психрометры

Достаточно широкое распространение в быту получил психрометрический метод вычисления показателей влажности. Если гигрометрический прибор для измерения влажности воздуха обычно демонстрирует отклонения в показателях на уровне порядка 5% в обе стороны, то в случае с психрометрами такие погрешности отсутствуют.

Простейшие психрометры обладают двумя датчиками - сухим и влажным. В то время как испарение воды приводит к охлаждению влажного датчика, сухой элемент психрометра фиксирует изменения в температуре окружающего пространства. Результатом измерений на основе данного принципа становится формирование необходимых показателей в специальном микропроцессорном приборе.

Таким образом, несложно понять, что психрометр - прибор для определения влажности воздуха, где главную роль играет регистрация показателей о разности температур на сухом и влажном датчиках.

Измерение влажности воздуха без применения аппаратуры

Существует довольно простой способ, при помощи которого можно получить достаточно объективные данные об уровне влажности в помещении. Причем для этого достаточно всего лишь наличия обычного стеклянного стакана с водой.

Чтобы измерить влажность, необходимо наполнить стакан холодной водой, после чего поместить емкость на несколько часов в холодильник, пока вода не остынет до температуры около 5 о С. Поставив стакан в помещении, в котором необходимо узнать уровень влажности, следует наблюдать за поверхностью стекла, обращая внимание на следующее:

• если стенки стакана вначале запотели, а затем быстро высохли на протяжении нескольких минут, в таком случае воздух в помещении сухой;
• сохранение эффекта запотевания стенок по истечении 5-10 минут после начала наблюдений свидетельствует о средней влажности воздуха;
• появление стекающих ручейков на стенках стакана говорит о высокой влажности.

Измерение влажности с помощью термометра

Достаточно эффективный прибор для измерения влажности воздуха - обычный термометр. Использование термометра с данной целью является своеобразным копированием принципа действия психрометров.

Для начала при помощи стандартного ртутного термометра фиксируется температура воздуха в помещении, а затем его головку плотно оборачивают влажной марлей либо кусочком мокрой ваты. Через 10 минут отмечаются новые показатели температуры.

Чтобы узнать влажность в процентах, из данных о температуре на термометре в «сухом» состоянии вычитается температура «мокрого» термометра.

Поддержание баланса влажности на практике

Теоретические знания об измерении влажности в средине помещений важны. Однако для тех, кто столкнулся с необходимостью поддержания «здорового» баланса сухости и влажности воздушного пространства, требуется все же практика.

Чтобы контролировать влажностные условия в собственном доме, достаточно приобрести эффективный прибор для измерения влажности воздуха в помещении. Сейчас такая задача не составляет проблем. Наиболее популярными в последние годы являются электронные аппараты для вычисления влажности с внешними и внутренними датчиками. Внешний датчик помещается за окно, в то время как корпус прибора остается внутри. Это позволяет получать объективные данные насчет показателей влажности как внутри помещения, так и снаружи.

При желании можно потратиться на покупку психрометра или гигрометра. Однако нельзя назвать такой вариант уж слишком экономичным. Стоимость того или иного прибора здесь во многом будет зависеть от точности показателей и доступных диапазонов измерения.

В итоге наиболее эффективным может стать приобретение специального увлажнителя воздуха, который, помимо своей основной задачи, способен фиксировать необходимые показатели в помещении.

Влажность – не температура или время. При ее измерении существуют некоторые нюансы. Поэтому прежде чем отправляться в магазин за желанным приборчиком, тему стоит немного изучить. Для начала надо разобраться в основных понятиях. Влажность воздуха бывает абсолютной и относительной. Абсолютная – это плотность в воздухе водяного пара. При различной температуре эта величина будет неодинаковой. А вот относительная влажность воздуха – это именно то, о чем постоянно говорят в прогнозе погоды и метеосводках. Выражаясь простым языком, эта величина показывает, какого количества влаги не хватает воздуху до момента, когда начнется ее конденсация. Именно прибор для определения относительной влажности воздуха и нужен для детской комнаты, офиса или другого бытового использования.

Гигрометры

Прибор, измеряющий влажность воздуха, называется гигрометром. Сегодня в магазинах чаще всего можно встретить электронные гигрометры различных модификаций. Для детской комнаты и простого систематического контроля за влажностью в доме, такого приборчика может быть вполне достаточно, тем более что и цена у него приемлемая. Однако высокой точностью показания такого гигрометра не отличаются. Иногда они могут давать погрешность в пределах 20%.

Механический гигрометр будет стоить дороже электронного, но зато и работать станет точней. Устройство представляет собой шкалу со стрелкой. Существуют волосяные и пленочные модификации такого прибора. В первой на изменения влажности воздуха реагирует длинный женский волос, соединенный с прибором учета. В пленочном гигрометре роль измерительного элемента играет специальная тонкая пленка. Однако следует учитывать, что оба гигрометра будут давать довольно точные сведения при низких температурах, а вот в жару их показания могут искажаться.

Психрометр

Наиболее точным прибором для определения относительной влажности воздуха при различных температурах является психрометр. В основу его работы положена разница между температурой на двух шкалах термометра – сухом и влажном. Правда, для получения результата, придется приложить некоторые усилия: смочить ткань водой, поместить в прибор и подождать некоторое время, а потом еще вычислить ответ по специальной таблице. Однако если вы ищите действительно достоверные данные о влажности и колебания в 15-20% вас не удовлетворяют, покупайте именно психрометр с двумя шкалами. Он вас не подведет.

Комфортное пребывание в квартире возможно после обеспечения комфортного микроклимата, пригодного для жилых помещений. Климатические условия в комнате зависят от температуры и влажности воздуха, поэтому эти показатели необходимо тщательно контролировать при помощи специальных приборов.

Так, для определения температуры в помещении используется термометр, а прибор для измерения влажности воздуха называется гигрометр. Принцип работы термометра знаком каждому, а как работает влагомер, и как выбрать подходящий вариант, знают далеко не все.

Давайте вместе разберемся с существующими видами этих приборов и особенностями их работы в этом материале. Также давайте поговорим о правилах выбора подходящего гигрометра.

Узнать количество влаги можно с помощью подручных средств: зажженной свечи, еловой шишки, стаканом воды или состоянием листьев домашнего влаголюбивого растения. Такие методы используются давно, но они определяют только приблизительные значения.

Точные показания можно вывести обычным термометром. Этот способ долгий и не очень удобный, так как требует соблюдения определенных инструкций, без которых полученные данные имеют существенную погрешность.

Современные влагомеры безопасны и гармонично вписываются в интерьер. Поэтому могут использоваться в любой комнате, для создания комфортного микроклимата

Для объективного измерения водяных паров в воздухе, используются специальные приборы, преобразующие данные о температуре и концентрации паров.

К таким устройствам относятся:

1. Гигрометры.
2. Психрометры.

Приборы с разным принципом работы показывают значения с различной долей погрешности. Некоторые из устройств выдают точные данные о содержании влаги в воздухе, другие допускают погрешность.

Существуют приборы, регистрирующие абсолютные значения, есть измерители, отражающие относительную величину. Поэтому перед выбором гигрометра необходимо изучить принцип работы устройств и учесть условия, в которых будет использоваться прибор.

Абсолютная величина отражает вес водяных паров в кубическом метре воздуха. Значение обозначается в граммах, килограммах на метр в кубе. Такая величина ничего не скажет обычному человеку, поэтому за единицу измерения принято считать относительную влажность воздуха.

Относительная влажность – это соотношение пара и воздуха. Максимально возможное количество пара в воздухе – 100%, остальные значения выводятся относительно максимальной величины.

Во влагонаполненных помещениях диапазон рабочих значений может достигать 100%. Чем шире размах значений, улавливаемых прибором, тем выше цена на него. Поэтому, при выборе гаджета для спален, холла и чердачного пространства можно остановить выбор на устройствах с малым диапазоном значений.

Выводы и полезное видео по теме

В видеоролике речь пойдет о принципах работы стационарных психрометров, будет приведено сравнение полученных результатов с показателями цифровых гигрометров:

Оптимальная влажность воздуха в комнатах уменьшает риск возникновения хронических заболеваний, облегчает симптомы течения существующих бронхолегочных болезней, снижает проявление аллергических реакций.

Количество влаги в воздухе влияет на работоспособность, внешность и здоровье человека. Поэтому измерение водяного пара в помещении должно стать полезной привычкой в каждой семье .

У вас остались вопросы по выбору гигрометра? Или хотите дополнить нашу публикацию полезными замечаниями? Пишите свои комментарии под этим материалом.

Если у вас дома есть гигрометр и вы хотите рассказать о его плюсах и минусах, напишите об этом внизу под статьей.

Чтобы в помещении было комфортно, в нем необходим оптимальный микроклимат. Прибор для измерения влажности воздуха поможет поддерживать нужный уровень. Это очень важно для создания нормальных условий в жилом пространстве, поскольку этот показатель влияет на здоровье и самочувствие людей.

Недостаток влажности в доме может быть опасным для здоровья

Влажность и самочувствие

Уровень влажности определяется содержанием водяных паров в воздухе. Она бывает абсолютной и относительной. Наше тело почти на 70% состоит из воды. Для поддержания нормального состояния всех жизненно важных процессов в организме необходимо ежедневно употреблять не менее 2 литров чистой воды.

Когда человек находится долгое время в помещении с сухим воздухом, то это негативно сказывается на состоянии кожи, она быстро старится. Во время дыхания легкие выделяют воздух, влажность которого 100%. При глотании пересушенного происходит его увлажнение за счет жидкостей внутри организма.

Как определить влажность воздуха в домашних условиях, вы увидите в этом видео:

Длительный период в помещении с сухим воздухом приводит к высыханию слизистых оболочек. По этой причине нередко у людей возникают следующие симптомы:

• сухость в ротовой полости и пересыхание губ;
• заложенность носа;
• сопение;
• легкое покашливание;
• храп в ночное время.

Излишняя влага также пагубно действует на живые организмы. Почти все предметы в жилом пространстве покрываются каплями, приобретают неприятный сырой запах. Такой одеждой и постельным бельем всегда неприятно пользоваться. Также портятся от чрезмерной влажности продукты питания, после чего их опасно употреблять. Все конструкции постепенно покрываются плесенью, споры которой распространяются повсюду. От этого часто возникает аллергия и снижается иммунитет. Возникают и другие более опасные заболевания, если условия проживания не улучшаются.

Переизбыток влаги также пагубно сказывается на здоровье человека, вызывает появления плесени и грибка

Приборы для замера

На сегодняшний день придумано немало различных приспособлений, способных измерять уровень влажности воздуха. Такие приборы могут быть специальными и импровизированными. Они помогают определить эти важные показатели. В домашних условиях используются очень простые методы замера степени влаги. Для этой цели подходит обычный термометр или стакан воды, другие предметы.

Для измерения уровня влажности в помещении использую различные приборы

Наиболее распространенные измерители называются гигрометрами и психрометрами. Они выполняют одинаковую функцию, но отличаются принципом работы.

Гигрометр не в состоянии показывать точные данные, поскольку изменения параметров водяного пара незначительные. Однако для домашних условий такой прибор вполне подойдет. Если есть желание иметь более точные замеры в квартире, тогда лучше делать проверку с помощью психрометра.

Применение гигрометра

Этот прибор фиксирует изменения уменьшения либо увеличения паров влаги в воздухе. Это довольно сложные устройства. Они бывают нескольких видов:

• волосяные;
• конденсационные;
• электролитические;
• весовые;
• керамические.

Ярким примером может послужить волосяной прибор. В нем используется для измерения влажности воздуха естественный обезжиренный человеческий волос. Он изменяет свою длину в процессе изменений процентов влаги и позволяет получить данные в интервале от 30 до 100%. Однако в нем есть существенный недостаток - большая погрешность замеров. К плюсам относят быстрое реагирование на изменения и высокую степень чувствительности.

Такой прибор для измерения относительной влажности воздуха часто используется в комнатах жилых помещений. Внешне он представляет собой красивое устройство, поэтому иногда служит украшением интерьера.

Широко распространен прибор пленочного типа. Для определения уровня влаги в нем задействован элемент в виде органической пленки. Другие виды гигрометра редко используются в домашних условиях, поскольку они слишком дорогие по цене и сложные в эксплуатации.

Сейчас есть возможность приобрести электронную модель. Цифровое приспособление необходимо подключать к электросети или использовать батарейки. На дисплее отображается температура и время каждые 10−20 секунд. Погрешность показаний составляет около 6%.

Психрометрический метод

В бытовых условиях чаще всего применяют прибор, определяющий влажность воздуха, под названием психрометр. В отличие от гигрометров, он не допускает погрешностей в замерах. Используется в устройстве самого простого типа два датчика:

• сухой;
• влажный.

Испарение воды вызывает охлаждение влажного датчика, а сухой элемент в это время фиксирует показания температуры в пространстве. Все данные об изменениях в показаниях можно наблюдать на специальном микропроцессорном устройстве. Психрометр - прибор для определения влажности воздуха в помещении - имеет свои таблицы.

В домашних условиях чаще всего используют прибор психрометр

Чтобы снять данные, необходимо зафиксировать показатели датчика сухого и затем отнять от него градусы мокрого термометра. С помощью разницы можно определить по горизонтальной шкале значение, которое и будет соответствовать уровню влаги. Устройство для бытовых нужд бывает нескольких типов:

• стационарными;
• аспирационными;
• дистанционными.

Это простые, надежные устройства, позволяющие получить наиболее точные данные об уровне паров воды в жилом доме. Однако они требуют постоянного контроля на наличие влаги во влажном датчике. Именно он позволяет следить за температурной шкалой воздуха и влажностью помещения.

Простые способы

Для определения уровня влажности воздуха дома необязательно покупать специальные приборы. Можно использовать подручные средства, которые всегда найдутся. Точных показателей они не дадут, но с их помощью будет известно, насколько влажно, сухо или нормально в жилом помещении.

Влажность воздуха в комнате можно измерять также подручными средствами

Один из самых простых способов - набрать в стакан воду и поставить в холодильник. Жидкость необходимо охладить до +3 о С и затем поставить на стол в комнате. В течение 5 минут надо наблюдать за конденсатом на стенках сосуда. Запотевшее стекло говорит о нормальном содержании водяных паров в воздухе. Если стенки сухие - это недостаток влаги , а когда капли стекают вниз, тогда в комнате повышенная влажность.

Также можно определить показатели влаги в воздухе по состоянию цветов. Они болезненно реагируют на сухость, поэтому кончики листьев начинают сохнуть. Однако такой метод подходит только для тех комнатных растений, которые любят опрыскивание.

Еще один проверенный способ - зажженная свеча. Когда при горении пламя тянется вверх - уровень нормальный. Если оно поднимается в разные стороны с ореолом малинового цвета, тогда водяных паров слишком много.

Оптимальная степень относительной влажности в помещении не должна превышать 30−60%. Исключение составляют регионы, где природная влажность выше и составляет 75%. Осведомленность об уровне влаги в жилом пространстве поможет избежать многих неприятностей, связанных со здоровьем всей семьи.

Для определения абсолютной влажности воздуха пользуются двумя видами прибора, называемого психрометром (от греч. Psychros – холодный): станционным психрометром Августа и аспирационным психрометром Ассмана.

Принцип психрометрии заключается в определении показаний двух термометров, резервуар одного из которых увлажнен. Влага, испаряясь с различной скоростью в зависимости от влажности и скорости движения воздуха, отнимает тепло от термометра, поэтому показания влажного термометра, как правило, будут ниже, чем показания сухого.

Станционный психрометр Августа состоит из двух одинаковых спиртовых термометров, резервуар одного из которых обернут кусочком тонкой гигроскопичной ткани, опущенной одним концом в стаканчик с дистиллированной водой комнатной температуры. Вследствие испарения воды температура влажного термометра будет ниже температуры второго (сухого) термометра. Показания термометров снимают через 15 минут после увлажнения одного из них.

Гигрометр (от греч. hygros - влажный) - прибор для непосредственного определения, относительной влажности воздуха. Существуют различные типы гигрометров, но наиболее распространенные из них - волосяные, основанные на способности волоса в силу гигроскопичности удлиняться во влажной атмосфере и укорачиваться в сухой.

Гигрограф . Принцип работы гигрографааналогичен работе барографа и термографа. Прибор служит для регистрации непрерывных измеренийотносительной влажности, состоит извоспринимающего элемента - пучка обезжиренных волос, вращающегося барабана с лентой, соединительных рычагов и пера с чернилами.

Способы определения влажностивоздуха

Расчет абсолютной влажности при работе с психрометром Августа производится по формуле Реньо:

K = f-Q (t-t,)-B,

где К - искомая абсолютная влажность, г/м3;

f - максимальное напряжение водяных паров при температуре влажного термометра определяется по таблице (см. примечание);

Q - психрометрический коэффициент, который принимается равным для открытой атмосферы 0,00074, а для воздуха помещений - 0,0011;

t - температура сухого термометра;

ti - температура влажного термометра;

В - барометрическое давление в момент исследования, мм рт. ст;

0,5 - постоянный психрометрический коэффициент;

755 - среднее барометрическое давление, мм рт. ст.

Таблица№2

УПРУГОСТЬ НАСЫЩЕННЫХ ВОДЯНЫХ ПАРОВ /выборочно/

Расчёт относительной влажности: перевод найденной абсолютной влажности в относительную производится по формуле:

где R - относительная влажность, %;

К - абсолютная влажность, г/м3;

F - максимальная влажность при температуре сухого термометра (см. таблицу в примечании).

Если наблюдение производят в комнате, где движение воздуха совершается равномерно, то можно для облегчения пользоваться специальными таблицами, в которых по температуре сухого и влажного термометров непосредственно находят соответствующую относительную влажность.

Выработка у студентов навыков организации и проведения профилактических (гигиенических) мероприятий, ведения и пропаганды здорового образа жизни, умений использовать факторы окружающей среды, в данном случае физические свойства воздуха (температуру, влажность, атмосферное давление), в оздоровительных целях, основана на осознанном понимании связи здоровья человека с окружающей средой, факторами и условиями жизни, трудовой деятельностью, поэтому студенты должны владеть информацией по освоению методологии профилактической медицины, приобрести гигиенические знания и умения по оценке влияния факторов среды обитания на здоровье человека и населения.

Тема «санитарно-гигиеническая оценка микроклимата помещений (температура, влажность, атмосферное давление)» раскрывает вопросы, связанные с основными понятиями микроклимата, теплообмена и факторами их определяющими и регулирующими. Гигиенические требования к температурно-влажностному режиму помещений. Показатели, нормативы.

Как выбрать прибор для измерения влажности воздуха

Все мы понимаем, как важно поддерживать оптимальную влажность в помещении, особенно там, где живет ребенок. Ведь от этого зависит его здоровье. В сухом пыльном воздухе квартир находится слишком много аллергенов, а сырая комната способна довести вашего малыша до хронических заболеваний. Но как провести измерение влажности воздуха в помещении? Об этом мы и поговорим сегодня.

Как измерить влажность стаканом

Конечно, если у вас нет специального прибора, можно воспользоваться и старым способом. Для этого стакан, наполненный водой, нужно поместить в холодильник до того момента, пока вода не остынет до температуры -5°С (это средние показатели для холодильной камеры). Затем поставьте этот самодельный прибор для измерения влажности воздуха в комнате подальше от батареи и понаблюдайте за ним. Стенки стакана запотеют, но если уже через пять минут окажутся сухими, в комнате недостаточная влажность. Если же через это время они так и будут запотевшими, показатели в норме. А вот вода, стекающая по стенкам ручейками, сигналит о том, что в комнате слишком сыро.

Но вы понимаете, что подобные показатели слишком приблизительны. Для того чтобы установить точные цифры, необходим гигрометр. Существует несколько видов данных аппаратов.

Прибор для измерения влажности воздуха: термогигрометр

Это довольно сложное приспособление, которое измеряет не только влажность, но и температуру в помещении. Кроме того, термогигрометр демонстрирует показатели, измеренные в разных концах комнаты: там, где прикреплен датчик, и на месте установки самого аппарата.

Кабель цифрового термогигрометра имеет протяженность 1,5 м, а диапазон показателей составляет от 0 до 90%. Беспроводные приборы, кроме прочего, снабжены еще и функцией сигнала тревоги на случай критического состояния влажности в помещении.

Принцип работы волосяного и пленочного гигрометра

Волосяной гигрометр создан на основе синтетического обезжиренного волоса, точнее его способности менять свою длину в зависимости от состояния воздуха. Он натягивается между концом стрелки и пружинкой. Колебания его длины заставляют двигаться стрелку по циферблату. Этот прибор для измерения влажности воздуха способен определить ее в большом диапазоне (от 0 до 100%), он прост в обращении, его можно крепить к стене.

Пленочный гигрометр имеет чувствительный элемент, сделанный из органической пленки. Она растягивается или сжимается при изменениях показателей влажности. Изменения положения ее центра передается на стрелку.

При условиях низкой температуры эти два вида гигрометра являются основными приборами измерения уровня влажности.

Как сделать правильный выбор

Какой именно выбрать гигрометр: настенный, настольный, механический или цифровой, решает сам покупатель. Но при покупке необходимо соблюдать несколько правил.

• В первую очередь решите, насколько точные данные вам нужны, ведь существуют модели, способные измерять абсолютные показатели, и те, которые демонстрируют относительные результаты.
• Подумайте о месте, где будет стоять или висеть ваш прибор для измерения влажности воздуха.
• Проверьте его комплектацию: качественное устройство должно иметь индикаторы и психометрическую таблицу.
• Не забудьте чек. Так вы всегда сможете вернуть некачественный товар.

Конденсационный гигрометр. Гигрометр для измерения влажности воздуха

Широко распространенным прибором для измерения влажности воздуха (и других газов) является гигрометр конденсационный. Принцип действия его состоит в измерении температуры, называемой точкой росы, при которой начинается конденсация влаги из воздуха.

Что такое влажность воздуха

Гигрометр измеряет содержание влаги в воздухе, которое может быть представлено абсолютной или относительной величиной. Первая из них дает просто массу водяного пара в 1 куб. м воздуха при данной температуре. А вот вторая показывает, насколько водяной пар в воздухе близок к состоянию насыщения, т. е. к динамическому равновесию со своей жидкой фазой - когда нет ни испарения, ни конденсации. Она равна отношению измеренной абсолютной влажности воздуха к его же абсолютной влажности в состоянии насыщения. Когда водяной пар в воздухе насыщен (опять же, при данной температуре), относительная влажность такого воздуха равна 100%. У воздуха же с ненасыщенным водяным паром она, соответственно, меньше.

Как работает гигрометр конденсационный

Принцип действия любого прибора для определения влажности воздуха, как правило, заключается в измерении какой-либо другой величины, такой как температура, давление, масса или механические и электрические изменения в веществе, впитывающем влагу. Путем соответствующей калибровки и расчета эти измеренные величины могут привести к определению абсолютной или относительной влажности. Весьма важную роль в этом процессе играет температура, при которой наступает насыщение пара, называемая точкой росы. Как правило современные электронные приборы для определения влажности воздуха измеряют именно эту температуру или изменения в электрической емкости или сопротивлении различных впитывающих влагу веществ, которые затем пересчитываются (автоматически) в показатели влажности.

Конденсационный гигрометр: устройство

Его работа основана именно на измерении содержания паров воды в воздухе методом точки росы. Этот способ включает охлаждение поверхности, как правило, металлического зеркала, до температуры, при которой вода на поверхности зеркала находится в равновесии с давлением паров воды в газовой пробе выше поверхность. При этой температуре масса воды на поверхности зеркала ни увеличивается (при слишком холодной поверхности), ни уменьшается (при слишком теплой поверхности), т. е пар над зеркалом находится в динамическом равновесии с водяным конденсатом на зеркале (пар насыщен).

Такое зеркало изготавливается из материала с хорошей теплопроводностью (вроде серебра или меди) и покрывается слоем инертного металла, такого как иридий, рубидий, никель или золото, чтобы предотвратить потускнение и окисление. Зеркало охлаждается с помощью термоэлектрического кулера (эффект Пельтье) до начала формирования конденсата. Луч света, как правило, из твердотельного широкополосного светоизлучающего диода, направлен ​​на зеркальную поверхность, а фотодетектор мониторит отраженный свет, поток которого максимален при полном отсутствии конденсата на зеркале.

Способ работы гигрометра с охлаждаемым зеркалом

Когда капли росы формируются на зеркальной поверхности зеркала, то отраженный свет рассеивается. При этом его поток, попадающий в фотодетектор, уменьшается, что приводит к изменению выходного сигнала последнего. Это, в свою очередь, контролируется аналоговой или цифровой системой управления термоэлектрическим кулером, которая поддерживает стабильную температуру зеркала в точке росы. С должным образом разработанной системой зеркало поддерживается при температуре, при которой скорость конденсации в точности равна скорости испарения слоя росы. Точный миниатюрный платиновый термометр сопротивления (PRT), вмонтированный в зеркало, измеряет его температуру в этой точке, которая автоматически пересчитывается в показание влажности.

Гигрометр для измерения влажности воздуха рассматриваемой конструкции включает также вакуумный насос, чтобы закачивать анализируемую порцию газа, и дополнительные элементы фильтрации в грязных условиях.

Преимущества рассматриваемых гигрометров

Подобные приборы, основанные на простом принципе работы, с широким диапазоном измерений, высокой точностью и стабильностью показаний, широко используются в промышленности и в научных исследованиях. Типичный конденсационный гигрометр, в отличие от многих других датчиков влажности, может быть сделан очень стабильным, практически не поддающимся износу, что сводит к минимуму необходимость повторной калибровки. Гигрометр влажности по точке росы способен измерять ее в диапазоне температур от 100 °C до минимальной в -70 °C. При этом точность измерений составляет десятые доли градуса.

Многие гигрометры рассматриваемой конструкции оснащены микропроцессорным управлением и в сочетании с резистивным датчиком температуры способны рассчитать и вывести на внешний индикатор любые желаемые параметры влажности в дополнение или вместо точки росы. Кроме того, эти устройства позволяют передачу результатов с использованием беспроводных технологий. Естественно, что подобные приборы широко используются в составе различных промышленных систем автоматизированного сбора данных и управления соответствующими техпроцессами.

Сколько может стоить подобный гигрометр? Цена его, конечно, определяется в основном набором реализуемых функций, зависящих от наличия и сложности электронной системы управления прибором. Так, стационарный конденсационный гигрометр, внешне похожий на цифровой осциллограф, стоит не менее 4000 долларов. Особо "продвинутые" модели могут стоить и более 10 000 долларов. На рынке можно найти и вполне функциональный портативный гигрометр. Цена его составляет от 1 до 2 тыс. долларов.

Недостатки конденсационных гигрометров

В то время как рассматриваемая система гигрометров считается наиболее эффективной в процессе измерения, ее недостатком является неизбежное загрязнение деталей измерительного тракта в процессе работы.

Гигрометры, оснащенные охлаждаемыми зеркалами, имеют тенденцию к росту неточности измерений из-за наличия растворимых и нерастворимых загрязнений, оседающих на зеркале. Нерастворимые частицы влияют на оптические характеристики зеркала. Умеренная запыленность или появление на зеркале нерастворимых частиц обеспечивают наличие центров концентрации, на которых может образовываться роса или иней, тем самым повышая время отклика прибора. Растворимые примеси влияют на величину давления паров от конденсируемой влаги на зеркало, что смещает точку росы. Современные измерительные гигрометры (по крайней мере, их более сложные модели) включают в себя функции "самопроверки", которые позволяют устройству обнаруживать и реагировать на загрязнение путем введения соответствующих поправок в алгоритмы расчетов показателей влажности.

Независимо от наличия подобных возможностей практически все рассматриваемые гигрометры нуждаются в периодической проверке и очистке.

Обслуживание гигрометров с охлаждаемым зеркалом

Что рекомендует пользователю прибора в этом смысле его инструкция. Гигрометр, являющийся чувствительным к загрязнениям, необходимо периодически очищать для обеспечения стабильности результатов измерений, хотя это и может увеличивать стоимость его обслуживания. Осмотр зеркала прибора обычно выполняется посредством встроенного микроскопа, а техобслуживание его - вручную, после открытия измерительного отсека.

Если очистка поверхности зеркала выполняется с требуемой в инструкции по его эксплуатации периодичностью, то таким образом можно сохранить точность измерений. Удобный доступ к зеркальной поверхности для ее очистки обычно обеспечивается шарниром между оптическими компонентами и зеркалом. На рынке сейчас можно найти любой нужный потребителю конденсационный гигрометр. Фото ниже показывает пример его исполнения.

Применение гигрометров в метрологии

Должным образом разработанный и эксплуатируемый гигрометр с охлаждаемым зеркалом обеспечивает измерения влажности с точностью на несколько порядков большей, чем позволяют другие популярные измерители влажности. Присущая им точность измерений, особенно при оснащении платиновым термометром сопротивления для измерения температуры, зеркалом и микроскопом средней мощности для мониторинга состояния зеркала, делает его идеальным для метрологических измерений. Возможности же передачи информации по беспроводным цифровым каналам связи открывают широкие возможности использования таких гигрометров в глобальных системах сбора и обработки метеоинформации.

Использование в заводских лабораториях и загрязненных средах

Данные приборы для определения влажности воздуха идеально подходят для измерения ее абсолютной величины в заводских климатических лабораториях. Они часто используются в качестве эталонов для контроля точности других инструментов, таких как датчики относительной влажности, применяемые для управления камерами для климатических испытаний.

Стабильность характеристик материалов, используемых в конструкциях данных гигрометров, а также возможность их многократной очистки делают приборы пригодными для весьма долгосрочной службы в средах с наличием большинства загрязняющих веществ без потери калибровки. Эта стабильность характеристик делает их подходящими для использования в газовых потоках, где высокие уровни загрязняющих веществ в пробах газа оказывают на менее стабильные типы датчиков влажности необратимо вредное воздействие. Например, данный тип гигрометров широко используется для контроля точки росы при термоупрочнении поверхностей металлических изделий в воздушной среде со спецпримесями. В таких случаях обеспечение легкого доступа к зеркалу для очистки особенно желательно.

Влагочувствительное производство

Специализированные техпроцессы упаковки, необходимые в производстве фармацевтических препаратов, пленок, покрытий и других продуктов часто контролируются гигрометрами с охлаждаемым зеркалом. Опять же, на их выбор в данном случае влияет стабильность точности измерений и длительный срок эксплуатации. Кроме того, поскольку эти процессы, как правило, менее чувствительны к приборным затратам, высокая стоимость данных гигрометров не является определяющим фактором в выборе схемы мониторинга влажности.

Высокотемпературные газы и их точки росы

Гигрометры данного типа часто выбирают для измерения температур точки росы выше температуры окружающей среды. Приборы с охлаждаемыми зеркалами были использованы еще в 1966 году для мониторинга водородных топливных элементов ракет Apollo, работающих при температуре 250 °C и давлении 700 фунтов на квадратный дюйм. При сегодняшних термоэлектрических технологиях охлаждения зеркал точки росы до 100 °C (и выше, при условии давления выше атмосферного) легко измеряются. В таких случаях все поверхности измерительного отсека гигрометра, находящиеся в контакте с образцом газа, должны иметь температуру выше самой высокой ожидаемой точки росы, иначе на этих поверхностях происходит конденсация, и измерение будет ошибочным.

В гигрометрах, предназначенных для измерения точки росы высокотемпературных газов, обычной практикой является использование электрических обогревателей с терморегулятором для поддержания температуры стенок измерительного отсека выше самых высоких ожидаемых точек росы. Твердотельные оптические компоненты, такие как светодиоды и детекторы, поддерживают при номинальной рабочей температуре (обычно 85 °C) для предотвращения их разрушения и выхода гигрометра из строя. Это может быть достигнуто путем термической изоляции этих компонентов от нагретого измерительного отсека.

Как называется прибор для измерения влажности воздуха?

Resilient child

Я знаю два принципа измерения влажности воздуха.
1. Сравнение показаний двух термометров, один из которых обмотан влажным фитильком, не высыхающим оттого, что его конец погружен в воду, и нахождение процента влажности по таблице (чем меньше разница в показаниях сухого и мокрого термометра - тем выше влажность) . Такой прибор называется психрометром.
2. Измерение длины волосинки (она намотана одним концом на катушку со стрелкой и при изменении влажности вращает ее, укорачиваясь или удлиняясь) . Это гигрометр.

В и х р ь

Здравствуйте!
"ПСИХРОМЕТР" - прибор для точного определения влажности воздуха существует (см рис.) . Он состоит из двух одинаковых термометров - "сухого" и "смоченного" (дистиллированной водой) с помощью обёрнутого батиста, конец которого опущен в стаканчик. Это профессиональный очень точный метеорологический прибор для измерения температуры и влажности воздуха, устанавливаемый в специальной психрометрической будке (см) на высоте 2 м от поверхности почвы. Такой стандарт является международным и принят ВМО (Всемирной метеорологической организацией) и такие будки установлены на десятках тысяч метеостанций мира.
Пара термометров «сухой – смоченный» позволяет с высокой точностью измерять влажность воздуха. В связи с тем, что с поверхности смоченного термометра идёт испарение, то затраты тепла на испарение понижают его температуру ("психро" - охлаждённый) . Разница показаний будет тем больше, чем ниже влажность воздуха (больше скорость испарения) , что и учитывается расчётом влажности в зависимости от этой разности и значения атмосферного давления (от него также зависит скорость испарения) . В жизни для оперативной работы используют не расчёт по формулам, а специальными "Психрометрическими таблицами". Понятно, что если воздух насыщен водяным паром, то и испарение со смоченного термометра прекратится и температура обоих термометров станет одинаковой.
При отрицательной температуре воздуха до -10 С ещё пользуются показаниями психрометра (по льду или незамёрзшей воде) , а при более низкой температуре влажность определяют по ГИГРОМЕТРУ (волосяному или плёночному) , принцип работы которого состоит в том, что обезжиренный волос или плёнка изменяют свои размеры с изменением влажности и это передаётся на стрелку. Но этот прибор менее точный и градуируется он по психрометру.
Всего Вам доброго.