Что такое гигрометр?

Что такое гигрометр?

Гигрометр — это устройство, которое измеряет и отображает влажность воздуха.

Существует несколько показателей влажности, но тот, который мы используем каждый день, — это относительная влажность (%RH). Относительная влажность — это отношение количества водяного пара в измеряемом воздухе к максимальному количеству водяного пара, которое воздух может содержать при этой температуре.

Другие параметры, помимо относительной влажности, включают коэффициент смешивания (кг/кг), абсолютную влажность (г/м^3), давление водяного пара (Па), температуру точки росы (°C) и молярную долю (моль/моль).

Гигрометры в целом подразделяются на аналоговые и цифровые. Аналоговые гигрометры включают сухие гигрометры, волосяные гигрометры и биметаллические гигрометры, которые используются примерно с 1500 года. В основном они не используют электричество. Они подвержены ошибкам и требуют обслуживания и условий измерения.

Цифровые электронные гигрометры — это датчики на основе полупроводников, которые часто объединяются с датчиком температуры для создания температуры/гигрометра. Они используются в промышленных целях из-за своего небольшого размера и простоты записи данных.

Применение гигрометров

Гигрометры уже давно используются в общественных наблюдениях за погодой и других приложениях. Волосяные гигрометры используются в музеях и художественных галереях, поскольку им не требуется электричество.

Промышленные гигрометры используются в местах, где влажность чувствительна, например, при выращивании пластиковых теплиц и грибов в сельском хозяйстве, а также на медицинских и фармацевтических заводах.

В последнее время гигрометры часто используются для предотвращения теплового удара. Они устанавливаются в больших спортзалах, классах, домах престарелых и других закрытых помещениях, где люди ведут активный образ жизни. Они также устанавливаются в кондиционерах и увлажнителях воздуха и отвечают за автоматическое управление оборудованием.

Принципы гигрометров

Для измерения влажности используются различные принципы. Прежде всего, существует два основных типа принципов, в зависимости от того, являются ли они аналоговыми или цифровыми.

1. Аналоговый гигрометр

Аналоговые гигрометры часто используются в гигрометрах повседневного использования.

Мокрый и сухой сферический гигрометр
Мокрый и сухой сферический гигрометр состоит из двух стеклянных термометров, расположенных рядом, один из которых обернут марлей, содержащей воду. Марля впитывает влагу в контейнере и испаряется на обернутом термометре.

По мере испарения воды теряется теплота испарения, поэтому термометр с обернутой вокруг него марлей показывает более низкую температуру (температуру смоченного термометра). Эта разница температур используется для расчета влажности. Некоторые продукты имеют таблицу преобразования температуры смоченного термометра между двумя термометрами, так что влажность можно считать по разнице между температурой термометра без марли (температура сухого термометра) и температурой смоченного термометра.

Если два термометра имеют одинаковое число, мокрая ткань не сухая и не генерируется тепло испарения, что означает 100% влажность.

Волосной гигрометр
Волосной гигрометр использует эластичность нейлоновых нитей и человеческих волос для перемещения иглы. Игла увеличивается с использованием принципа рычага, а движение регистрируется на рулоне бумаги.

Поскольку измерения производятся без использования электричества, нет риска возгорания, поэтому эти датчики используются в музеях.

Биметаллический гигрометр
Биметаллический гигрометр использует металлическую пружину в качестве основания, на которое ламинирован сухой химикат с различными скоростями усадки, который легко впитывает влагу, а форма пружины меняется в зависимости от влажности. Этот тип гигрометра используется в настенных гигрометрах стрелочного типа.

2. Цифровой гигрометр

Цифровые гигрометры широко используются в промышленных приложениях.

Тип электрического сопротивления
Тип электрического сопротивления использует элемент влажности, электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от относительной влажности. Влажность 20%RH или ниже невозможно измерить из-за большой погрешности, а элемент портится из-за высокой температуры.

Тип емкости
Тип емкости использует изменение электрической емкости, хранящейся в конденсаторе. Количество влаги, поглощаемой или выделяемой полимерной пленкой внутри конденсатора, пропорционально относительной влажности воздуха. В отличие от типа электрического сопротивления, он может измерять от 0% относительной влажности.

Гигрометр точки росы (оптический)
Точка росы измеряется путем направления измеряемого воздуха на охлажденное зеркало и обнаружения запотевания зеркала по отражению света. Температура точки росы — это температура, при которой зеркало начинает запотевать. Кроме того, относительную влажность можно рассчитать отдельно от температуры воздуха. В настоящее время это самый точный метод измерения влажности.

Другая информация о гигрометрах

Примечание об измерении влажности

Важно отметить, что разные типы гигрометров имеют разные диапазоны погрешности. Точность важна для измерения, но простота измерения также важна. Для повседневной жизни простота важнее точности, а для промышленного использования необходимо выбрать метод измерения с диапазоном погрешности, который может соответствовать цели.

Поэтому при выборе гигрометра обязательно тщательно проверьте возможный диапазон измерения и диапазон погрешности.