Измерение относительной влажности воздуха: Какой метод измерения предпочтительней?
Известные всем со школы приборы типа ВИТ (ВИТ-1, ВИТ-2), позволяющие измерять относительную влажность воздуха, похоже, скоро уйдут в прошлое. На смену им приходят современные измерители влажности воздуха с микропроцессорным управлением. О достоверности результатов, полученных с помощью этих, кардинально различающихся по методу измерения приборов и пойдет речь в этой статье (Читайте также статью «Что такое влажность воздуха? Как правильно измерять влажность? Давление водяного пара. Таблицы и примеры расчета.»). Далее для краткости будем именовать их соответственно: «термогигрометры ВИТ» и «цифровые термогигрометры». Рассмотрим два метода измерения относительной влажности воздуха, используемых в этих приборах:
Психрометрический метод измерения относительной влажности воздуха.
Термогигрометры ВИТ используют психрометрический метод измерения влажности, основанный на разнице показаний «сухого» и «увлажненного» термометров.
После снятия показаний термометров по психрометрической таблице определяют относительную влажность воздуха. Это исторически самый старый метод измерения относительной влажности воздуха.
На погрешность измерения при использовании этого метода оказывают влияние атмосферное давление, скорость аспирации, температура воздуха, чистота заливаемой воды, запыление тканевого материала. Кроме всего погрешность, возникающую при изменении свойств тканевого материала (например, тканевый материал запылится и высохнет) и изменении скорости движения воздуха около датчиков, трудно заметить. В итоге, даже поверенный психрометр может иметь недостоверность показаний 20 % и выше, особенно при низких уровнях влажности. К недостаткам психрометрических термогигрометров ВИТ можно отнести постоянную необходимость контроля влажного тканевого материала, обязательное введение индивидуальных поправок к показаниям термометров. Самое неоспоримое достоинство же таких приборов очень привлекательная цена.
Метод прямого измерения относительной влажности воздуха.
Современные цифровые термогигрометры используют так называемый метод прямого измерения относительной влажности воздуха. Для измерения влажности прямым методом используются датчики, основанные на различных физических принципах и выполненные по различным технологиям. Можно выделить основные четыре типа датчиков: емкостные, резистивные, на основе оксида олова и на основе оксида алюминия. Рассмотрим кратко особенности каждого типа (табл. 1).
Таблица 1.
Отличительные особенности различных типов датчиков влажности
| Тип датчика | Особенности |
| Емкостной | Высокая надежность, высокий выход годных кристаллов, низкая стоимость, широкий рабочий диапазон. |
| Резистивный | Самые дешевые, малая доля рынка. |
| На основе оксида олова | Плохая стабильность, плохая взаимозаменяемость |
| На основе оксида алюминия | Узкий диапазон измерения (малая влажность) |
Из этих представленных четырех основных типов для измерения влажности самым оптимальным по совокупности параметров является емкостной.
Он обеспечивает широкий диапазон измерений, высокую надежность и низкую стоимость при использовании микроэлектронной технологии, которая позволяет производить емкости планарного типа тонкопленочным методом. Благодаря этому мы имеем миниатюрные габариты чувствительного элемента, возможность имплементации на кристалле специализированной интегральной схемы обработки сигнала. Технологичность и высокий выход годных кристаллов обеспечивают малую стоимость продукции данного типа. Итак, для измерения влажности емкостной метод является лучшим.
Именно такие датчики для измерения относительной влажности применяются в современных цифровых термогигрометрах.
Особенно хочется обратить внимание на ряд специфических моментов, возникающих при определении параметра относительной влажности в рабочих, производственных и других помещениях в холодное время года.
В холодное время года относительная влажность в помещениях имеет низкое значение (15-30 %). С наступлением холодного времени года приходится констатировать, что достаточно часто пользователи, сопоставляя результаты измерения относительной влажности, полученных с помощью цифровых приборов, оснащенных емкостными датчиками, с показаниями приборов типа ВИТ, получают совершенно расходящиеся результаты.
Таблица 2.
Соотношение между параметрами абсолютной (a), относительной (φ) влажности, объемным влагосодержаниемт (Х, ppm) и температурой точки росы (tросы), при температуре исследуемого воздуха t =+20 °С.
| φ,% | а, г/м3 |
X, ppm | tросы,°С | φ, % | а, г/м3 | X, ppm | tросы,°С |
| 0,56 | 0,123 | 127 | -40 | 60,00 | 10,60 | 13842 | 12 |
| 0,68 | 0,150 | 159 | -38 | 64,00 | 11,30 | 14777 | 13 |
| 0,86 | 0,186 | 198 | -36 | 68,00 | 12,06 | 15777 | 14 |
| 1,07 | 0,230 | 246 | -34 | 73,00 | 12,80 | 16830 | 15 |
| 1,33 | 0,284 | 340 | -32 | 77,65 | 13,60 | 17934 | 16 |
| 1,63 | 0,345 | 376 | -30 | 82,93 | 14,48 | 19151 | 17 |
| 1,97 | 0,420 | 462 | -28 | 88,20 | 15,36 | 20368 | 18 |
| 2,44 | 0,510 | 566 | -26 | 93,90 | 16,30 | 21684 | 19 |
| 3,00 | 0,622 | 691 | -24 | 100,0 | 17,30 | 23097 | 20 |
| 3,64 | 0,740 | 841 | -22 | 18,30 | 21 | ||
| 4,41 | 0,900 | 1020 | -20 | 19,40 | 26092 | 22 | |
| 5,34 | 1,08 | 1230 | -18 | 20,00 | 27724 | 23 | |
| 6,46 | 1,30 | 1490 | -16 | 21,77 | 29447 | 24 | |
| 7,74 | 1,64 | 1790 | -14 | 23,00 | 31263 | 25 | |
| 8,55 | 1,70 | 1960 | -13 | 24,40 | 33171 | 26 | |
| 9,27 | 1,84 | 2140 | -12 | 25,70 | 35184 | 27 | |
| 10,20 | 2,01 | 2349 | -11 | 27,20 | 37303 | 28 | |
| 11,50 | 2,27 | 2560 | -10 | 28,70 | 39523 | 29 | |
| 12,11 | 2,38 | 2804 | -9 | 30,40 | 41868 | 30 | |
| 13,30 | 2,58 | 3060 | -8 | 32,05 | 44342 | 31 | |
| 14,45 | 2,81 | 3338 | -7 | 33,80 | 46921 | 32 | |
| 16,73 | 3,05 | 3630 | -6 | 35,60 | 49645 | 33 | |
| 17,10 | 3,31 | 3965 | -5 | 37,60 | 52500 | 34 | |
| 18,72 | 3,60 | 4320 | -4 | 39,60 | 55500 | 35 | |
| 20,20 | 3,89 | 4695 | -3 | 41,70 | 58631 | 36 | |
| 22,14 | 4,22 | 5100 | -2 | 43,90 | 61934 | 37 | |
| 24,06 | 4,50 | 5549 | -1 | 46,20 | 65381 | 38 | |
| 26,00 | 4,80 | 6020 | 0 | 48,60 | 69000 | 39 | |
| 28,04 | 5,20 | 6481 | 1 | 51,15 | 72789 | 40 | |
| 30,13 | 5,60 | 6950 | 2 | 53,80 | 76763 | 41 | |
| 32,40 | 5,90 | 7480 | 3 | 56,50 | 80921 | 42 | |
| 34,75 | 6,30 | 8028 | 4 | 59,40 | 85263 | 43 | |
| 37,27 | 6,80 | 8609 | 5 | 62,30 | 89737 | 44 | |
| 40,00 | 7,26 | 9230 | 6 | 65,14 | 94579 | 45 | |
| 42,80 | 7,70 | 9886 | 7 | 68,70 | 99539 | 46 | |
| 45,80 | 8,20 | 10586 | 8 | 72,05 | 104737 | 47 | |
| 49,06 | 8,80 | 11328 | 9 | 75,60 | 110145 | 48 | |
| 52,50 | 9,40 | 12117 | 10 | 79,20 | 115816 | 49 | |
| 56,00 | 10,00 | 12498 | 11 | 83,06 | 121724 | 50 |
Пример 1: По данным метеосводки: температура атмосферного воздуха ta=0 °С; относительная влажность в атмосфере φa=100 % (=> tросы этого воздуха при этом =tа=0 °С).
Температура точки росы (tросы) — величина, характеризующая влажность воздуха: это температура, при которой исследуемый воздух имеет φ=100 % (отн. вл.) или а=аmax (абсолютная влажность в г/м3) — полное влагонасыщение (т.е. при понижении температуры исследуемого воздуха нижеtросы начинается процесс конденсации избыточной влаги — выпадает роса). Воздух с улицы проникает в помещение, где температура
Пример 2: По данным метеосводки ta = -10 °С; φa =80 %. По таблице 2 определяем, что при tросы = ta = -10 °С максимальное значение абсолютной влажности аmax=2,27 г/м3 (т.
е. при 100% относительной влажности). Соответственно, при относительной влажности 80% абсолютная влажность атмосферного воздуха (при ta =-10 °С) составит а=аmax*φ =2,27*0,8=1,82 г/м3.
В помещении t=+21 °С (см. в таблице строка tросы =+21 °С). Находим, что максимальная абсолютная влажность (аmax) воздуха при t=+21 °С составила бы 18,3 г/м3. Получаем значение φ проникшего воздуха (для t=+21 °С): φ =(а/аmax)*100 % =(1,82/18,3)*100 % =9,9%
Пример 3. Допустим, что при той же метеосводке (ta =-10 °С, φa=80 %) исследуется помещение с температурой t =+18 °С. По примеру 2 аатм воздуха 1,82 г/м3.
Тогда, по таблице 2 аmax (см. строчку tросы =+18 °С, напоминаем, что при этой температуре точки росы в воздухе содержится максимально возможное количество влаги)=15,36 г/м3, и следовательно: φ (+18 °С)=(аа.в./аmax)*100 % =(1,82/15,36)*100 % =11,8 %
Из приведённых примеров видно, что холодный атмосферный воздух, имеющий на улице высокую влажность (80… 100 %), попадая в отапливаемые помещения, в которых нет специальных увлажнителей воздуха, приобретает низкие значения уровня влажности (10…30 %), т.к. относительная влажность воздуха зависит, в основном, от количества содержащихся в нём молекул воды (которое не меняется при попадании его с улицы в помещения) и его температуры (отличающейся существенно). Разумеется, полученные очень низкие значения влажности обусловлены расчётом для «идеальных» условий. На самом деле, в помещениях влажность будет немного выше расчётных за счёт дыхания людей, неполного воздухообмена с уличным воздухом (влага накапливается), открытых источников влаги (краны, открытые емкости с водой и т.
п.), но вклад их не столь значителен.
Следовательно, с одной стороны, чем ниже температура атмосферного воздуха и чем он суше, а с другой стороны, чем выше температура воздуха в помещениях, тем меньше реальная величина относительной влажности воздуха в помещениях.
Итак, мы выяснили, что психрометры, особенно не имеющие системы принудительной аспирации (типа ВИТ), имеют репутацию весьма недостоверных приборов, на точность показания которых влияет ряд причин, рассмотренных выше. Достоверность же результатов, полученных с помощью цифровых измерителей влажности не вызывает сомнений.
В настоящее время рынок цифровых термогигрометров достаточно насыщен. Обширно представлены в этом сегменте и зарубежные и отечественные производители. К сожалению, ряд цифровых термогигрометров неспособны полноценно заменить приборы ВИТ. Этому есть ряд причин, главная из которых, это отсутствие у прибора сертификата об утверждении типа средства измерения. Это в основном дешевые приборы производства КНР.
Приборы же отдельных отечественных производителей не выдерживают критики по таким качественным параметрам, как эргономика и главное надежность. А качество, как известно, категория экономическая.
Как пример хорошо сбалансированных по соотношению цена/качество приборов для измерения температуры и влажности, можно привести Портативный измеритель влажности IT-8-RHT
Этот переносной измеритель влажности производства НПК «Рэлсиб» обладает рядом достоинств:
• Широкий диапазон температуры эксплуатации от мин 40°С до +55°С
• Подключение взаимозаменяемых первичных преобразователей через соединители
• Два варианта подключения преобразователя температуры и влажности: жёстко к корпусу, через соединительный кабель
• Наличие дополнительного канала с НСХ Pt1000 для измерения температуры в широком диапазоне
• Широкий ассортимент датчиков температуры для дополнительного канала измерения
• Высокая точность измерения
• Низкая дополнительная температурная погрешность
• Задание порога звуковой и световой сигнализации
• Запоминание макс.
и мин. значений
• Индикация температуры точки росы и точки инея
• Яркий большой светодиодный индикатор
• Возможность пользовательской юстировки без нарушения заводской настройки
• Прочный, герметичный, с прорезиненными вкладышами корпус
Если кроме измерения влажности требуется и регистрация значений, с возможностью просмотра данных на компьютере и формирования отчета, тогда оптимальным прибором для измерения и регистрации будет наш новый переносной измеритель – регистратор влажности и температуры EClerk-M-RHT.
Особенности измерителя-регистратора
• 2 канала
• яркий светодиодный индикатор
• большой объём памяти
• высокая точность
• современный эргономичный корпус
• расширенный диапазон температуры эксплуатации
• современное ПО для конфигурирования и работы с данными
• возможность записи с временными интервалами
• чувствительный элемент встроен в корпус
• в белом или черном корпусе
Если вам нужен высокоточный прибор для измерения и регулирования относительной влажности воздуха, с возможностью передачи данных по электронной почте — вам подойдет измеритель относительной влажности и температуры ИВИТ-М.
Прибор сертифицирован как средство измерения в России, в республиках Казахстан и Беларусь.
Основные достоинста прибора:
• Взаимозаменяемый чувствительный элемент без потери точности
• Высокая точность измерения и стабильность показаний
• Яркий светодиодный индикатор
• Встроенный микронагреватель чувствительного элемента для защиты от конденсации влаги
• Возможность подключения до 247 приборов в одну сеть
• Возможность оснащения архивом и двухпозиционного регулятора
• Различные конструктивные исполнения (канальное, настенное, уличное)
2015 г.
Чем измеряется влажность воздуха — приборы и способы
Марина Сотникова
28 июля 2017
7329
От того, какой микроклимат царит в квартире, напрямую зависят наше здоровье и самочувствие. Нередко от чрезмерной сухости воздуха возникают аллергические и респираторные заболевания. Поэтому если вы хотите избежать многих недугов, следите, чтобы в помещении всегда были благоприятные условия.
Но для их поддержания необходимо знать, чем измеряется влажность воздуха и как ее грамотно откорректировать.
Содержание:
- Оптимальные значения
- Виды приборов
- Измерение влажности народными способами
- Способы повышения влажности
Оптимальные значения
Повышенную влажность в квартире можно определить даже без специальных приборов. Ее вестники – плесень в углах и снижение иммунитета у жильцов. От низкой влажности страдают все: не только человек, но и окружающие предметы. Она отрицательно сказывается на деревянной мебели, которая начинает пересыхать и трескаться. У людей возникают такие проблемы, как раздражение органов дыхания и слизистой оболочки глаз и носа.
Чтобы микроклимат в жилом помещении всегда был благоприятен, необходимо регулярно проводить измерения влажности воздуха и корректировать их в зависимости от результата. Влажность в квартире определяется в процентном соотношении. При этом в каждой жилой комнате предусмотрена своя норма.
Например, в гостиной и детской она должна быть 50–60%, в спальне – 45–50%, в ванне и на кухне – не более 60%.
На результаты влияют такие показатели, как время года, регион проживания и мощность радиаторов отопления. Также следует учитывать, что существуют 2 вида влажности: относительная и абсолютная. В быту используются относительные показатели. Для их определения следует пользоваться особыми приборами.
Виды приборов
Для измерения влажности практикуют разные способы. Но с помощью приборов-измерителей показатели получаются более точными. Чаще всего в быту используют гигрометр и психометр.
Принцип работы гигрометра базируется на фиксировании показателей концентрации молекул воды в окружающем воздухе. В продаже можно найти разные типы подобных приборов. Они различаются по виду, конструкции и назначению. По принципу устройства бывают весовой, волосяной, конденсаторный и психометрический гигрометры.
Весовой вариант определяет количество водяного пара (в граммах) на 1 куб.
м. Принцип действия психометрического заключается в измерении разницы между показаниями сухого и влажного термометров. В основе волосяного гигрометра используется человеческий волос, который укорачивается или удлиняется в зависимости от относительной влажности воздуха. Конденсаторный вид основан на технологии охлаждения воздуха до «точки росы» и образования водяного пара. Обычно в квартирах используют психометрические или волосяные гигрометры. Они проще других в использовании, надежны и точны.
Гигрометры бывают психометрические, волосяные, весовые и конденсаторные.
Нередко влажность воздуха измеряется психометром. Этот прибор напоминает термометр, состоящий из двух шкал. Поверхность первой всегда остается сухой. Вторая часть термометра обернута влажной тканью. За счет испарения влаги показатели на этой шкале оказываются ниже, чем на сухой. Чем меньше влаги в окружающем воздухе, тем интенсивнее осуществляется испарение. Разница между сухой и влажной шкалой и будет указывать уровень влажности воздуха.
Чтобы ее вычислить, необходимо воспользоваться специальной таблицей.
Измерение влажности народными способами
Если у вас нет возможности приобрести специальный прибор, то измерить влажность воздуха можно с помощью народных приспособлений. Для этих целей используйте обычный стеклянный стакан, наполненный водой. Поставьте его в холодильник и остудите до +3 … +5 °С. После этого установите охлажденный стакан вдали от приборов отопления и понаблюдайте за ним в течение 5–10 минут.
Если за это время конденсат на стакане полностью высохнет, значит, воздух в помещении очень сухой. Чрезмерную влажность можно определить по крупным каплям, которые образуются на поверхности и ручейками стекают вниз. Если конденсат через обозначенное время не высох и не потек, влажность в комнате находится в пределах нормы.
Нередко влажность воздуха измеряется обычным ртутным термометром. Процесс этот достаточно трудоемкий и протекает в 2 этапа. Сначала измерьте температуру воздуха в помещении обычным способом и зафиксируйте результат.
Затем головку градусника оберните мокрой ватой или марлей и оставьте на 8–10 минут. Снова зафиксируйте показатели температуры. Теперь по специальной таблице определите разницу между двумя цифрами.
Способы повышения влажности
Если вы не хотите лишних проблем со здоровьем, относитесь со вниманием к уровню влажности в квартире. В случае необходимости обязательно предпринимайте меры для ее регулирования.
Не забывайте проветривать помещение. Однако имейте в виду, что этот способ не всегда дает нужный результат. Например, летом воздух на улице чаще всего сухой, поэтому проветривание не сыграет существенной роли для повышения влажности.
Периодически делайте влажную уборку. В идеале ее необходимо проводить 2 раза в день: утром и вечером.
Если есть возможность, установите в квартире аквариум. Только не забывайте доливать в него испаряющуюся воду.
Расставьте по всей квартире емкости с водой. Лучше всего ставить их на подоконники или вблизи радиаторов отопления.
Увеличьте количество комнатных растений. Так вы сможете не только регулировать влажность воздуха, но и будете отслеживать ее без лишних приспособлений. Если обнаружите, что в горшках появились пожелтевшие и сморщенные листья, немедленно предпринимайте меры для повышения уровня влажности.
Приобретите бытовой увлажнитель воздуха для дома. Он прекрасно справится с сухостью, значительно улучшит микроклимат в доме, благоприятно будет влиять на кожу, предупреждая ее старение, избавит от возникновения респираторных заболеваний.
Теперь вы знаете разные способы, чем измерить влажность воздуха в квартире. Каким из них пользоваться, решать только вам. Однако помните, что специальные приборы-измерители более точны и просты в использовании.
Оцените статью:
Похожие статьи
Академия влажности — Что такое влажность?
Влажность определяется как некоторая мера содержания водяного пара в воздухе (или другом газе). Термин «влажность» является общим термином для количественной оценки количества водяного пара в газе.
Термин «влажность» часто заменяют термином «относительная влажность», но между этими двумя терминами есть существенная разница в контексте точного измерения.
В этой главе объясняется, почему разница между этими двумя терминами имеет значение для людей, занимающихся измерением водяного пара в чувствительных средах, и рассматриваются термины и определения, используемые для количественного определения количества водяного пара в газе.
Водяной пар играет решающую роль в поддержании качества и эффективности продуктов, которые улучшают нашу повседневную жизнь — продукты, которым потребители доверяют, производятся в соответствии со спецификациями. Производителям в различных отраслях промышленности важно понимать, как работают точные измерения влажности и какую роль играет ваш измерительный прибор.
Важность точности
Влажность измеряется с помощью гигрометра, инструмента, который использует различные материалы и измерения для измерения уровня водяного пара в комнате или пространстве.
Хотя ни одно научное измерение не является абсолютно верным, получение максимально точных измерений влажности имеет решающее значение во всех отраслях. Поскольку водяной пар выше определенного уровня может привести к конденсации и, в конечном итоге, к коррозии или плесени, высокоточные измерения влажности жизненно важны для предотвращения деградации всего, от деревянных строительных материалов, пищевых продуктов, фармацевтических препаратов, топлива, бумаги, электронных компонентов и многих других материалов. Измерения влажности помогают поддерживать оптимальные условия окружающей среды для продуктов и предотвращают дорогостоящее повреждение ценных товаров.
Техническая информация
В этом разделе мы раскроем основные законы физики, управляющие относительной влажностью. В интервале температур от -50 до 150°С и давлениях не выше 1000 кПа водяной пар практически ведет себя как идеальный газ. Мы будем использовать примеры, чтобы проиллюстрировать влияние температуры и давления на относительную влажность и как преобразовать относительную влажность в точку росы и температуру.
абсолютная влажность.
Сначала давайте рассмотрим основы с обзором общих свойств водяного пара во влажном газе.
Испарение
Когда молекула воды покидает поверхность и принимает форму газа, она испаряется. Путем поглощения или выделения кинетической энергии молекула воды переходит из жидкого состояния в парообразное. Жидкая вода, которая становится водяным паром, забирает с собой часть тепла в процессе, называемом испарительным охлаждением.
Определение:
Испарительное охлаждение – это снижение температуры воздуха в результате испарения жидкости, которое отводит тепло от поверхности, с которой происходит испарение. Энергия, удаляемая при испарительном охлаждении, известна как «скрытая теплота».
Испарительное охлаждение ограничено атмосферными условиями. Процесс испарения потребляет больше тепла, когда воздух очень горячий и сухой, что делает эффект охлаждения более выраженным по сравнению с испарительным охлаждением в горячем и влажном воздухе.
Конденсация
Превращение водяного пара в жидкость называется конденсацией. Водяной пар будет конденсироваться на поверхности только тогда, когда поверхность холоднее, чем температура точки росы, или когда равновесие водяного пара в воздухе превышено. Когда водяной пар конденсируется на поверхности, происходит чистое нагревание. Молекула воды выделяет тепло, а в свою очередь температура атмосферы немного повышается.
«Болотный охладитель» охлаждает воздух в жаркую погоду за счет испарения воды. Они хорошо работают в сухом климате, таком как Денвер или Феникс, но не будут работать в Хьюстоне или Бостоне, где воздух более влажный.Химические реакции.
В результате многих химических реакций образуется вода. Если реакции протекают при температурах выше точки росы окружающего воздуха, вода будет образовываться в виде пара и увеличивать количество водяного пара в газе. Если они будут происходить при температуре ниже точки росы, произойдет конденсация, и из газа выйдет водяной пар.
Другие химические реакции происходят в присутствии водяного пара, что приводит к образованию новых химических веществ, таких как ржавчина на железе или стали.
Узнайте больше о влажности в следующем видео: «Объяснение измерения относительной влажности»
См. соответствующие сообщения в блогах:
Humidity Academy, теория 2 — относительная влажность, давление и температура
Humidity Academy, теория 3 — влажность и давление пара
влажность Academy Theory 4 – Определения влажности: концентрация паров
Академия влажности Теория 5. Влияние температуры и давления на % относительной влажности
Свяжитесь с нами
Хотите увидеть больше подобной информации?
Подпишитесь на одну из наших отраслевых информационных бюллетеней, и вы будете получать наши самые последние новости и идеи прямо на свой почтовый ящик!
Регистрация
Измерение влажности воздуха | Музей Уиппла
Ранние гигрометры использовали волосы, китовый ус или кетгут — материалы, которые растягиваются под воздействием влажности — для измерения влажности воздуха.
Скорость испарения воды с влажной поверхности — еще один способ определения количества водяного пара в окружающей атмосфере. Влажность играет большую роль в том, как мы «чувствуем» температуру.
Ранние исследования точки росы
Точка росы, изучаемая с пятнадцатого века, представляет собой температуру, при которой влага в воздухе конденсируется в виде жидкости. Исследование этого явления, проведенное великим герцогом Тосканы Фердинандом II (1610-1670), привело к созданию конденсационного гигрометра.
Он заметил, что в жаркие летние месяцы вода образуется на внешней стороне обледеневшего стекла в зависимости от температуры и ветра. Заинтересовавшись природой атмосферы и условиями, которые превратили водяной пар в жидкость, Фердинанд II изобрел свой инструмент. Состоящий из конусообразного сосуда, наполненного льдом, грубый гигрометр Фердинанда позволил ему провести эксперименты по изучению того, как температура и циркуляция воздуха влияют на водяной пар в нашей атмосфере и условия, при которых образуется роса.
В 1751 году Шарль ле Руа (1723-1789) попытался определить точку росы, налив холодную воду в стеклянный сосуд, наблюдая за образованием конденсата и затем измеряя температуру воды. Затем воду сливали во второй стакан, и процесс повторялся.
Влажные и сухие гигрометры
Изображение 1 Волосяной гигрометр типа Де Соссюра, около 1820 г. (Wh.3999).Гигрометры с мокрым и сухим термометром, подобные приведенному выше, изготовленному Фастром Айном в 1851 году, были более надежными, чем конденсационные гигрометры для измерения влажности воздуха. Впервые разработан в 1755 году Уильямом Калленом (1710-179 гг.).0) и Джозеф Блэк (1728-1799), гигрометры с мокрым и сухим термометрами измеряли влажность на основе испарения воды.
Каллен и Блэк заметили, что уровень мокрого термометра немного падает по мере высыхания. В дальнейших исследованиях Каллен и Блэк наблюдали, как испарение вызывает холод, который можно было измерить. Если один термометр держать во влажном муслиновом рукаве, показывающем температуру, при которой испаряется вода, а второй термометр измеряет нормальную температуру воздуха, то разница обеспечивает измерение влажности.
Скорость испарения и степень охлаждения определялась количеством водяного пара, уже находящегося в воздухе.
Гигрометры натяжения волос
Швейцарский ученый Гораций-Бенедикт де Соссюр (1740-1799) экспериментировал с различными материалами для определения влажности воздуха и обнаружил, что обезжиренные человеческие волосы являются готовым и надежным средством (изображение 1) . Влажная погода удлиняла человеческие волосы, а сухая – укорачивала их. Напряжение, вызванное изменением длины волос, перемещало стрелку, показывающую влажность, по отмеченной шкале.
Хотя волосяные гигрометры использовались в метеорологических целях, они также производились для бытовых нужд. Домашний гигрометр Ламбрехта 1896 года служил медицинским средством, показывающим качество воздуха в доме (Изображение 2).
В девятнадцатом веке теория болезней, связанных с миазмами, влажность и качество воздуха были тесно связаны с понятиями здоровья.
Надпись на оборотной стороне гигрометра предлагает дополнительное чтение, чтобы помочь информировать жителей дома об опасностях нездорового воздуха. Рекомендуемые книги включали «Здоровый воздух» доктора Флейшера и «Температура человеческой кожи и ее связь с простудой и катаром» доктора Вурстера. Для калибровки волосяного гигрометра использовали мокрое голубиное перо для увлажнения волос, а прибор настраивали на показания 9.5% на циферблате.
Испарители
Испарители определяют скорость испарения воздуха с влажной поверхности в атмосферу, что является еще одним способом измерения влажности воздуха. Испарители использовались не только для изучения состояния атмосферы, но и для ранних форм «климат-контроля». Тестер воздуха «Драгойл» из коллекции Уиппла измеряет испарение с мокрой ткани, которая остается влажной от воды, содержащейся внутри объекта. Снижение уровня воды в течение нескольких часов или дней использовалось для расчета скорости испарения воздуха.
Изображение 3 Прибор для испытания воздуха «Dragoyle», специальный испаритель (Wh.
5790).Мониторинг воздушного комфорта в рабочей среде
Dragoyle, который выглядит как любопытное драконоподобное существо, измерял «воздушный комфорт» на рабочих местах, таких как фабрики, мастерские и офисы. Принципы, лежащие в основе этого эвапориметра, были впервые разработаны шотландским математиком и физиком сэром Джоном Лесли (1766-1832). К 1925 году инструмент был упакован и продан в Америке как Dragoyle. «Воздушный комфорт» определяли путем измерения комбинированного воздействия температуры, влажности и циркуляции воздуха.
Драгойл сделан из запечатанного куска стекла, состоящего из большой лампочки, которая выглядит как голова Драгойла, с длинной трубкой, напоминающей язык существа. Миллиметр окрашенной жидкости находится в трубке «язык».
Как видно на изображении 3, большая стеклянная колба покрыта куском ткани. Концы ткани подвешены, как фитиль, во внутреннем резервуаре с водой, и мокрая ткань создает перепады температуры и давления при испарении воды.