Гигрометр: что измеряет прибор и как его использовать

Психрометр — устройство, принцип работы

Влажность воздуха в квартире — один из основных показателей домашнего микроклимата. Слишком высокое или низкое содержание влаги в воздухе может доставить дискомфорт и негативно сказаться на самочувствии.

Влажность воздуха — это показатель содержания водяного пара в воздухе. Влажность домашнего воздуха меняется в зависимости от погодных условий и процессов жизнедеятельности людей.

Без специальной аппаратуры определить относительный точный уровень влажности воздуха сложно. Однако не соответствующую норме концентрацию влаги можно определить по сухости кожи и слизистых или скоплению конденсата (точка росы) на окнах и зеркальных поверхностях.

Относительная влажность — содержание водяного пара в воздухе и его взаимодействие с температурой воздуха.

Прибор для измерения влажности воздуха называется гигрометр.

Гигрометр бывает нескольких видов:

• волосяной,
• пленочный,
• весовой,
• конденсационный,
• психрометрический,
• электронный.

Психрометрический гигрометр

Психрометр основан на взаимодействии между собой «сухого» и «влажного» термометров. В приборе установлены два градусника с подкрашенными жидкостями (красного и синего цветов). Одна из этих трубок обмотана хлопчатобумажной тканью, конец которой погружен в резервуар с раствором. Ткань намокает, а затем влага начинает испаряться, тем самым охлаждая «влажный» термометр. Чем ниже влажность воздуха в помещении, тем ниже будут показания термометра.

Чтобы высчитать процент влажности воздуха на психрометре, следует в таблице на приборе найти значение температуры воздуха согласно показаниям градусника и найти разницу значений на пересечении показателей.

Психрометры бывают нескольких видов:

• стационарный. Включает два градусника (сухой и влажный). Работает по принципу, описанному выше. Процент влажности воздуха рассчитывается по таблице.
• аспирационный. От стационарного отличается лишь наличием специального вентилятора, который служит для обдува термометров поступающим потоком воздуха, тем самым ускоряя процесс измерения влажности воздуха.
• дистанционный. Этот психрометр бывает двух видов: манометрическим и электрическим. Вместо ртутных или спиртовых градусников имеет кремниевые датчики. Однако, как и в первых двух случаях, один из датчиков остается сухим, второй — влажным.

Работа психрометра основана на степени охлаждения испарением резервуара «смоченного» термометра при балансе теплообмена и зависящей от количества влаги в вентилируемом потоке воздуха постоянной скорости.

По температуре «смоченного» термометра и температуре воздуха определяют относительную влажность.

Психрометр состоит из двух основных частей — головки 1 и термодержателя 3 (рис. 1).

Внутри головки располагается аспирационное устройство, состоящее из заводного механизма, ключа 2 и вентилятора для психрометра МВ-4-2М; в психрометре М-34-М используется электродвигатель с вентилятором, подключаемый к сети переменного тока напряжением 220 В.

На термодержателе 3 установлены термометры 4, один из которых «смоченный», а другой служит для измерения температуры воздуха.

Термометры защищены от воздействия солнечной радиации как сбоку — планками 5, так и снизу — трубочками 6.

В нижней части термодержателя расположено устройство для регулирования скорости аспирации. Оно состоит из клапана 8, имеющего форму конуса и подпружиненного винта 7. При повороте винта перекрывается определенная часть сечения трубки 9, что приводит к изменению скорости аспирации.

Регулировка скорости до заданной величины проводится на заводе и при необходимости в бюро поверки.

Конденсационный гигрометр

Иногда для измерения влажности в помещениях задействуют конденсационный гигрометр. Сегодня конденсационный гигрометр очень редко используется в производственных целях, в своем большинстве эти приборы предназначены для бытового употребления.

Конденсационный гигрометр производит измерение влажности воздуха по точке росы.

Принцип его действия основан на способности жидкости конденсироваться (оседать) на металлических предметах, имеющих более низкую температуру по сравнении с температурой окружающей среды. В приборах этого типа охлаждение зеркала осуществляется посредством полупроводникового элемента и базируется на эффекте Пельтье.

Температура зеркала в приборе измеряется при помощи полупроводникового термометра, что позволяет получать максимально точные данные о влажности воздуха.

Конденсационный гигрометр очень прост и удобен в использовании и при получении данных не требует проведения дополнительных расчетов.

Какой бы вы ни выбрали гигрометр – психрометрический, конденсационный или механический, полученные данные помогут вам максимально точно узнать уровень влажности в окружающей среде.

Вот еще полезная информация:

• Тепловизор своими руками
• Аэратор для кровли
• Теплосчетчик ВИС от НПО Тепловизор

Гигрометры бывают следующих видов:

• волосной;
• весовой;
• керамический;
• конденсационный;
• электронный;
• психрометрический (психрометр).

Рассмотрим более подробно технологию действия каждого вида устройства.

Волосной гигрометр

Волосные гигрометры работают на основе обычного волоса и его свойств. Волос может изменять свою длину при различной влажности воздуха. Он натягивается на дощечку или рамку и, удлиняясь или укорачиваясь, двигает стрелку, которая в свою очередь перемещается по шкале устройства.

Волосной гигрометр хорош для домашнего использования, если необязательно получение предельно точных данных.

Также их не стоит перемещать или как-то иначе механически на них воздействовать. При малейшем ударе гигрометр может выйти из строя, так как вся его конструкция достаточно хрупка и деликатна.

Весовой гигрометр

Абсолютный весовой гигрометр состоит из нескольких трубок, приведенных в систему. В них помещается гигроскопическое вещество, которое может поглощать из воздуха влагу.

Через всю систему протягивается определенная порция воздуха, взятая в одной точке пространства.

Так, человек определяет массу трубочной системы до пропуска через нее воздуха и после, а также непосредственно объем проведенного воздуха и при нехитрых математических манипуляциях может просчитать изучаемый показатель в абсолютном значении.

Механический (керамический) гигрометр

Пористая или твердая керамическая масса, в состав которой также входят металлические элементы имеет электрическое сопротивление. Его уровень напрямую зависит от влажности.

Для правильного его действия керамическая масса должна состоять из некоторых окислов металла. В качестве основы используется каолин, кремний и глина.

Конденсационный гигрометр

Такой гигрометр достаточно прост в применении. Принцип его действия основывается на использовании встроенного зеркала. Температура этого зеркала изменяется вместе с температурой воздуха в окружающем пространстве.

Определяется его температура в первоначальный момент измерения. Далее на поверхности зеркала появляются капли влаги либо небольшие кристаллы льда. Температура измеряется еще раз.

С помощью разницы температур, определенных конденсационным гигрометром, и определяется влажность воздуха.

Электронный гигрометр

На пластинку из стекла или другого подобного электроизоляционного вещества наносят слой хлорида лития.

Меняется влажность – увеличивается или уменьшается концентрация и сопротивляемость хлористого лития.

Стоит отметить, что на показания электронного (электролитического) гигрометра может оказывать незначительное влияние температура воздуха, поэтому он часто оборудован встроенным термометром.

Такой гигрометр предельно точен и дает показания с минимальной погрешностью.

Психрометрический гигрометр (психрометр)

Психрометр представляет собой систему из двух обычных спиртовых термометров. Один из них сухой, а второй – влажный (это состояние регулярно поддерживается).

Чем быстрее испаряется влага, тем ниже относительная влажность. Конденсированная жидкость при этом начинает охлаждаться. Таким образом, устанавливают разницу между температурами двух термометров и скорость испарения, а на их основе находят влажность воздуха.

Психрометр не является гигрометром в прямом смысле, но измеряет тот же показатель, поэтому их зачастую отожествляют.

По сути, принцип действия любого гигрометра достаточно прост и базируется на физических или химических свойствах материалов и веществ.

Практически любой гигрометр подойдет для использования вы бытовых условиях, но самые точные данные все же дают электронные гигрометры.

Разновидности устройств

Выяснив, что такое гигрометр и для чего он нужен, стоит разобраться, какие бывают приборы и где их лучше использовать. Широкий модельный ряд объединяет в себе как простые механические, так и более сложные электронные изделия. Они могут иметь как бытовое, так и общее назначение, а большинство из них предназначены для соединения с кондиционером либо увлажнителем. В зависимости от сложности, устройства показывают количество содержания влаги в воздушных массах (число водяных паров в м3 воздуха) либо соотношение влажности в процентах. В первом случае используют простейшие модели, а во втором – профессиональное специализированное оборудование.

Механическими гигрометрами хорошо измерять процент влаги в своем доме (квартире). Они недорогие, имеют несложную конструкцию, но слабо реагируют на незначительные перепады влажности. Простейшие из них не проходят поверку метеорологических служб и аттестацию. Выдаваемые ими значения часто лишь приблизительно совпадают с реальными параметрами окружающей среды. Устройства обладают высокой чувствительностью к механическим воздействиям, поэтому нуждаются в максимально бережном отношении. Они требовательны к месту расположения, и при размещении на стене не любят последующих перемещений. Для них предпочтителен стационарный режим эксплуатации.

Электронные измерители имеют более высокую цену, но и определенные преимущества перед механическими прототипами. Они охватывают широкий температурный диапазон (от -30 до +60 С), фиксируют даже незначительные изменения среды, наглядно предоставляют данные и могут совмещать в себе функции другого оборудования (барометра, градусника, часов и так далее). Приборы, используемые в быту, отличаются своей компактностью, разнообразным современным дизайном и могут размещаться в любом месте. Наиболее «продвинутые» из них работают с несколькими датчиками, расположенными в разных помещениях и даже на улице. Обрабатывая получаемую информацию, система сама поддерживает заданный режим в доме.

Также в группе механических гигрометров различают волосные, весовые, керамические, конденсационные и психрометрические устройства. Рассмотрим их более подробно.

Понятие о данном типе устройств

Функционирование гигрометра психрометрического ВИТ-1 базируется на том, что в этом устройстве предусмотрено два термометра, на основании показаний которых рассчитывается разница. Один из них является сухим, а второй — влажным.

Температура окружающей среды измеряется постоянно, при этом один из термометров все время находится в дистиллированной воде, в связи с чем эти два устройства показывают разную температуру. Разность, образующаяся между данными этих двух приборов, составляет один из параметров, составляющих относительную влажность.

К основанию гигрометра прикреплены термометры, питатель, заполненный дистиллированной Н₂О, специальная психрометрическая таблица, по которой и определяют относительную влажность.

Как выбрать и где купить гигрометр

Для того чтобы выбрать оптимальный для себя прибор, в первую очередь необходимо разобраться, какие именно его функции вам необходимы. От того, насколько много дополнительных функций он будет в себя включать, напрямую зависит его стоимость. Не имеет никакого смысла приобретать барометр-гигрометр-термометр в одном, если вы хотите знать только относительную влажность.

Другой важный критерий выбора – диапазон работы прибора и точность, с которой он работает. В идеале, диапазон работы гигрометра должен составлять от 0 до 100%, хотя в жилых комнатах допускается использование приборов и со шкалой 20-80%. При этом погрешность прибора должна быть минимальной. Хотя, стоит признать, что погрешность обычного электронного гигрометра может составлять от 5 до 10% в зависимости от модели.

Оптимальный уровень влажности воздуха в комнате составляет 40-60%

Немалую роль играет и промежуток времени, затрачиваемый устройством на получение данных. Наиболее дешевые и распространенные на сегодня модели производят все необходимые измерения и вычисления за промежуток, составляющий от 30 до 60 секунд. Это достаточно долго и лучше поискать более современные модели, время работы которых сокращено до 1-5 секунд.

Интересно, что современные приборы, которые используют в своей деятельности профессионалы, способны получать максимально точные данные всего за одну десятую секунды.

На вопрос, где купить гигрометр для квартиры, есть два варианта ответа. С одной стороны, вы можете уделить этому время и посетить специализированный магазин, где, посмотрев и изучив каждую предложенную модель, выбрать наиболее подходящую. С другой стороны, вы можете сделать выбор на основании отзывов, размещенных на сайтах и форумах, и заказать прибор через интернет.

Электронный гигрометр, показывающий влажность воздуха внутри и снаружи помещения

Применение влагомера в сельском хозяйстве

В сельскохозяйственной промышленности используют влагомер для зерна Wile, купить который можно в специализированных магазинах. Это небольшое микропроцессорное устройство, которое измеряет уровень воды в полевых и лабораторных условиях. Результаты выводятся на дисплей в процентном соотношении. Аппарат проводит измерение в 16 видах культур и более, а также некоторых семян трав. Снабжено устройство полезными опциями, такими как уведомление пользователя о низком заряде аккумулятора, а также выключается при длительном нахождении в режиме ожидания. Можно разные купить влагомеры зерна, их стоимость зависит от функциональных возможностей и технических характеристик.

Каждый материал и применение по-разному зависит от влажности, и каждый имеет диапазон влаги, наиболее подходящий для него. В зависимости от использования или образца, слишком мало воды может плохо сказываться на веществе, как и переизбыток влаги.

Влагомеры для пищевой промышленности

Контроль влажности очень важен в коммерческих предприятиях для производства продуктов питания. Слишком много воды в таких продуктах, как картофельные чипсы, сделает их мягкими и несвежими. Малое количество влаги, например, в кексах, сделает продукт сухим и неприятным. Высокий уровень влажности также способствует образованию плесени и бактерий, которые портят пищу

Это также очень важно при массовом хранении зерна и других продуктов питания

Контроль влажности в промышленности и строительстве

Строительные работы требуют контроля влажности на нескольких уровнях. Отдельные строительные материалы, такие как бетон и дерево, отличаются хорошим показателем воды. Слишком большое количество влаги может вызвать разбухание этих материалов, в то время как ее малое количество вызывает усадку и растрескивание. Любое из этих показателей может повлиять на качество здания. Кроме того, неконтролируемая влага внутри сооружения способствует разрушению строительных материалов, становится причиной образования плесени и грибка, которые могут быть опасны для жильцов.

Как видите, влагомер нужен везде, потому что контролировать влагу очень важно в любой сфере производства. В противном случае, переизбыток воды не только испортит материал или вещество, а также может навредить человеческому здоровью. Поделись этой инфой в соцсетях!

Поделись этой инфой в соцсетях!

Сфера применения гигрометров

Задачи, требующие контроля влажности, нередко возникают в различных отраслях промышленности. Современные производители выпускают гигрометры, рассчитанные на конкретную специфику применения, а значит, они наилучшим образом приспособлены для эксплуатации в той или иной сфере деятельности. Вот лишь несколько примеров ситуаций, которые можно решить с помощью этих измерительных приборов:

• Для длительного хранения сельскохозяйственной продукции, например, в овощехранилищах или зернохранилищах, необходимо соблюдать температурно-влажностный режим. Добиться этого можно, постоянно контролируя микроклимат с помощью гигрометра.
• Многие лекарственные препараты требуют особых условий хранения и могут потерять свои свойства, если находятся в условиях избыточной влажности.
• Гигрометр необходим и в библиотеке, поскольку книги, особенно старинные, во влажном микроклимате значительно быстрее приходят в негодность. Материалы, которым уже много лет, могут разрушиться от избытка влаги, а значит, контролировать влажность воздуха нужно, чтобы обеспечить оптимальный режим хранения.
• Необходимость проконтролировать влажность материалов часто возникает на стройке. Например, степень просушки древесины проверяется для определения, можно ли ее использовать как стройматериал, и если да, то каким образом. Также существуют специализированные гигрометры, предназначенные для определения влажности бетона.
• Проверка влажности материалов часто проводится и при производстве мебели, ведь изделие, изготовленное из слишком сырой или пересушенной древесины, произведено с нарушением технологии и, скорее всего, прослужит намного меньше.

Как выбрать качественный гигрометр

1. Конструкции гигрометров . Еще со школьной скамьи российские дети знакомы с приборами психрометрического типа. Они отличаются высокой точностью, но сложны в определении влажности. Максимально просто выглядят механические устройства. Они автономны в работе, а показания удобно снимать с наглядного циферблата. Многофункциональностью отличаются электронные гигрометры. Многие из них позволяют измерять температуру, некоторые оснащаются часами. Но работа таких устройств зависит от батарейки или аккумулятора.
2. Диапазон измерений . В жилых комнатах уровень влажности сильно падает в зимнее время года, когда включается отопление. Следить за микроклиматом в детской комнате или спальне можно с помощью прибора, который работает в диапазоне 20-70%. Такое устройство подойдет и для выращивания комнатных растений. А вот во влажных помещениях (бани, сауны, подвалы) требуется гигрометр со шкалой до 100%.
3. Точность . Измерители относительной влажности отличаются точностью измерений. Для простого обывателя можно порекомендовать гигрометр с делением до 2-3%. Это может быть обычный механический прибор. Когда же важна точность измерений, то лучше выбрать модель с ценой деления 1%. Такой уровень может обеспечить электронное устройство или психрометр.
4. Дизайн . Многие потенциальные покупатели хотят выбрать не только функциональный прибор, но и стильный аксессуар, который впишется в интерьер помещения. Для бани чаще всего выбирают модели с отделкой под дерево или камень. В жилой комнате гармонично будут смотреться изделия из пластика, а для детской идеальным вариантом станет оформление в виде игрушки.

Мы отобрали в наш обзор 10 лучших гигрометров. Все они реализуются в торговой сети нашей страны. Рейтинг составлен с учетом мнения экспертного сообщества и отзывов российских потребителей.

Рейтинг гигрометров для банных помещений

Согласно пользовательского рейтинга и мнения экспертного сообщества хорошими влагомерами для этих помещений считаются:

1. Стеклоприбор ТГС-1, отличный простой отечественный гигрометр механического принципа действия, функционирует в температурном диапазоне от 0 до 130 °С, в связи с чем, можно устанавливать, как в парилке, так и в предбаннике. Показатель стрелочный, нижняя шкала указывает φ в комнате. Корпус восьмиугольный, деревянный, хорошо закрепляется на стене, возможности расположения на столе нет. Недорогой прибор с высокой точностью измерения.

2. Банные штучки, хороший влагометр известной российской фирмы с аналогичным названием, показывает одновременно Т и φ в банных помещениях. Температурный диапазон от 20 до 130 °С. Установка настенная. Корпус деревянный с двумя стрелочными циферблатами для Т и φ.

3. TFA 40.1012 очень точно позволяет определить процент сырости в сауне или бане, работает по принципу волосяного прибора. Шкала имеет хорошую визуализацию в виде окрашивания зеленой части циферблата. Когда стрелочка выходит за зеленую границу — влажность повышена. Эта градация установлена для нормальных комнат, для высокотемпературных зон — применяется другая шкала. Корпус термостойкий из дерева, неразбухающего во влажной среде. Устройство выпускается в двух расцветках: золото и беж.
4. SAWO 222-THD, точный измеритель влажности, работает в температурном диапазоне от 0 до 130 °С. Имеет две шкалы для измерения Т и φ. Корпус деревянный термостойкий, может иметь настенное и настольное крепление.

Сложность точного измерения влажности

Измерение влажности — одна из наиболее сложных проблем базовой метрологии. Согласно Руководству ВМО , «Достижимая точность , перечисленная в таблице, относится к приборам хорошего качества, которые хорошо эксплуатируются и обслуживаются. На практике этого нелегко достичь». Два термометра можно сравнить, погрузив их в изолированный сосуд с водой (или спиртом, если температура ниже точки замерзания воды) и энергично перемешивая, чтобы минимизировать колебания температуры

Высококачественный стеклянный жидкостный термометр при осторожном обращении должен оставаться стабильным в течение нескольких лет. Гигрометры необходимо калибровать по воздуху, который является гораздо менее эффективным теплоносителем, чем вода, и многие типы подвержены дрейфу, поэтому требуется регулярная повторная калибровка

Еще одна трудность заключается в том, что большинство гигрометров измеряют относительную влажность, а не абсолютное количество присутствующей воды, но относительная влажность является функцией как температуры, так и абсолютного содержания влаги, поэтому небольшие колебания температуры в воздухе в испытательной камере будут преобразовываться в колебания относительной влажности. .

В холодной и влажной среде на головке датчика может происходить сублимация льда, будь то волосы, ячейка росы, зеркало, емкостной чувствительный элемент или термометр с сухим термометром аспирационного психрометра. Лед на датчике соответствует показаниям влажности насыщения по отношению ко льду при этой температуре, то есть точке замерзания. Однако обычный гигрометр не может правильно измерять температуру ниже точки замерзания, и единственный способ обойти эту фундаментальную проблему — использовать датчик влажности с подогревом.

В заключение

В данной статье представлена инструкция по применению психрометрического гигрометра ВИТ-1. Этот прибор можно эксплуатировать при температурах от -5 до +25 градусов. Относительную влажность определяют по психрометрической таблице, на пересечении показаний сухого термометра и разницы между сухим и мокрым.

Гигрометр ВИТ-1 предназначен для измерения относительной влажности и температуры воздуха.

Диапазон измерения относительной влажности, % 20%. 90%.

Температурный диапазон измерения влажности, °C 5°C. 25°C.

Диапазон измерения температуры, °C 0°C. 25°C.

Цена деления шкалы термометров, °C 0,2°C.

Абсолютная погрешность термометров с учетом введения поправок не должна превышать, °C ±0,2°C.

Предел абсолютной погрешности ВИТ-1 при скорости аспирации от 0,5 до 1 м/с указан в таблице 1.

Таблица 1

От 5°С до 10°С вкл.

Свыше 10°С до 30°С вкл.Свыше 30°С до 40°С вкл.

±6%±5%

Габаритные размеры, мм, не более – 325x120x50. Масса, г, не более – 350.

Требования по безопасности гигрометра ВИТ-1 При работе с гигрометром запрещается: поддавать гигрометр резким ударам как при монтаже, так и при эксплуатации; протирать шкалу термометров и психрометрическую таблицу растворителями, кислотами и другими аналогичными жидкостями; перенагревать термометры гигрометра больше 45°С. При перенагреве происходит разрушение резервуара термометров.

Строение и принцип работы прибора психрометр ВИТ-1 Гигрометр психрометрический ВИТ-1 состоит с пластмассового основания к которому крепятся два термометра с шкалой, психрометрическая таблица, стеклянный питатель. Резервуар термометра с надписью “Увлажненный”, увлажняется водой с питателя с помощью батистового или шифонового фитиля. Метод измерения относительной влажности гигрометром психрометрическим ВИТ-1 основывается на зависимости между влажностью воздуха и психрометрической разницей – разницей показаний “сухого” и «увлажненного” термометров, что состоят в термодинамическом равновесии с окружающей средой. Снять показания термометров и после ввода поправок к их показаниям, определить разность показаний термометров. Затем по показаниям “сухого” термометра и разности показаний “сухого” термометра и “увлажненного» определить относительную влажность воздуха по психрометрической таблице.

Порядок работы гигрометра ВИТ-1 Снимите показания по “сухому” и “увлажненному» термометрам. Определите температуру по термометрам с точностью до 0,1°С, вводя в отмеченные показания поправки к термометрам, приведенные в паспорте на гигрометр ВИТ-1. Вычислите разность температур по “сухому” и “увлажненному” термометрам. Поправки вводятся путем алгебраичес­кого сложения. При отсутствии в паспорте поправок для проведения отсчетов по «сухому” и “увлажненному” термометрам, вычислите поправки линейной интерполяцией по двум поправкам, что относятся к температурам между которыми лежит отсчет по термометрам. Определите относительную влажность воздуха по психрометрической таблице. Искомая относительная влажность будет на пересечении строк температуры по “сухому” термометру и разности температур по “сухому» и “увлажненному” термометру. При отсутствии в таблице полученной разности температур по “сухому” и “увлажненному термометрам гигрометра психрометрического ВИТ-1 для определения влажности примените интерполяцию. При отсутствии в таблице температуры по сухому термометру, для определения влажности применяйте интерполяцию только для тех частей психрометрической таблицы, в которых измерения температуры по “сухому” термометру на 1°С дает изменения относительной влажности больше чем на 1%. Для остальных частей таблицы значение температуры по “сухому” термометру округлите к ближайшему табличному значению по правилу арифметического округления.

Пример определения относительной влажности интерполяцией (психрометры ВИТ-1). Определяем температуры по “сухому” и “увлажненному” термометрам ВИТ-1 и разность между этими температурами.