Гигрометры что это такое

Гигрометр: что измеряет прибор и как его использовать

Я живу возле моря, и вопрос климата в квартире стоит очень остро. Недавно появились следы коррозии на нержавеющих поверхностях кухонной мойки и машины для приготовления кофе. При серьезных отклонениях таких показателей, как температура, влажность и атмосферное давление, самочувствие ухудшается. Соседи устанавливают в квартирах кондиционеры, но даже если он имеется – узнать показатели бывает важно. Я озадачился поиском универсального прибора с различными датчиками и наткнулся на интересное устройство, о котором хочу рассказать.

Гигрометр – это специальный измерительный прибор, определяющий с высокой точностью влажность окружающих воздушных масс. Модельный ряд устройств включает настольные и настенные модификации с механическим и электронным принципом работы. Большинство из них оборудуются термометром для измерения температуры. Несмотря на свою важность, устройство не получило широкого распространения в жилых помещениях и общественных учреждениях, а используется чаще на метеостанциях и в контрольных службах.

Когда нужно устанавливать гигрометр?

Специалисты рекомендуют столь же строго поддерживать влажность в помещениях, как и температуру. Это связано с несколькими факторами:

В поддерживании постоянной влажности нуждается строительство, пищевая промышленность и медицина, коммунальное и тепличное хозяйство, предприятия, школы и дошкольные учреждения. Зная и контролируя ее показатель в заданном диапазоне, можно улучшить все сферы своего существования (включая здоровье и материальное благосостояние).

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 м 3 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.

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

Механические гигрометры

Самые дешевые и простые из них – волосяные гигрометры. В них для снятия показаний берется обычный волос либо сосновая стружка. Его крепят на рамку и к стрелке прибора. Волос меняет длину с изменением влажности, двигая за собой по шкале стрелку (стружка способна раскручиваться либо скручиваться). Прибором не проведешь точных измерений, но для домашнего применения он вполне подходит.

В весовых гигрометрах используется несколько трубок с активным гигроскопическим веществом, соединенных воедино. При протягивании через контур отмеренной порции воздуха, часть влаги из него поглощается. Воспользовавшись массой трубочной системы «до» и «после» протягиваемого объема, а также проведя необходимые математические вычисления, можно определить требуемое абсолютное значение. Чтобы минимизировать ошибки в вычислениях, модель лучше использовать в лабораториях.

В керамических гигрометрах чувствительный рабочий элемент состоит из пористой либо твердой керамической массы каолина, кремния и глины с металлическими окислами. Изменение ее электрического сопротивления находится в прямой зависимости от влажности. Для прибора желательны комнатные условия и постоянная температура, хотя и при соблюдении таких требований точность его показаний остается невысокой.

В работе компенсационных моделей устройств применяется явление выпадения конденсата на охлаждаемом металлическом зеркале. Чем ниже температура, необходимая для его появления, тем суше окружающий воздух. Измерения в них выполняются с помощью полупроводниковых элементов, что делает конструкции наиболее точными из существующих для бытового использования.

Не зная, как выглядят гигрометры психрометрического типа, их легко спутать с обычными термометрами. Но в них находится два температурных столбика: сухой и увлажненный. Значение влажности воздуха определяется по скорости испарения увлажняющей жидкости и разнице показаний двух термометров. Психрометры не являются гигрометрами в прямом смысле, но отождествляются с ними. Устройства позволяют снимать показания со средней степенью точности, но требуют постоянного увлажнения.

Выбор бытового гигрометра

Для правильного выбора требуемого прибора определитесь с его расположением и опциями, которые вам необходимы. Просчитайте варианты установки дополнительной радиоуправляемой аппаратуры к нему. Ознакомьтесь с техническими характеристиками устройств и степенью их защиты (IP). Рассматривая бюджетные модели с невысокой точностью измерений, выбирайте ту, что менее требовательна в эксплуатации. При желании мерить более точно, ищите с хорошим функционалом и долгосрочной гарантией.

При покупке уточните, что именно измеряет гигрометр. Это может быт как абсолютная влажность в г/м3, так и относительная в RH. Попробуйте максимально точно померить требуемый показатель на разных моделях самостоятельно. Поинтересуйтесь, на какой температурный диапазон рассчитан прибор. Только после этого принимайте решение и внимательно проверяйте вложенную инструкцию.

Мой выбор — Oregon Scientific

После изучения форумов, обзоров и цен местных магазинов, я решил купить домашнюю метеостанцию фирмы OREGON SCIENTIFIC модели BAR806 с дистанционным датчиком THGN132. Ее цена на момент написания этой статьи варьируется от 2600 до 3100 рублей.

Особенности погодной метеостанции:

Вверху есть солнечная батарея, которая служит скорее имитацией. По крайней мере, вместо батареек работать на ней устройство не может. Уличный датчик весьма капризный, имеет свойство ломаться. За 5 лет эксплуатации я сменил 3 датчика. Первый был в комплекте, второй я позаимствовал с работы (там была аналогичная станция), а третий купил в магазине за 1500 рублей. В датчик лучше ставить алкалиновые батарейки, но литиевые также будут работать.

Не смотря на временные сбои связи (уличный датчик регулярно теряет связь), погодная станция показала себя в работе отлично. Преимущественно смотрю по нему температуру воздуха на улице. Но к измерению влажности квартиры также нареканий нет. Проверить работу легко – нужно распылить рядом с ним воду. Показатели изменяются сразу.

Точность измерений для использования в быту достаточна. Если цена прибора вас не пугает – рекомендую к покупке. Сомневающиеся и любопытные могут посмотреть видео (на английском языке) про похожую станцию, в которой добавлена индикация фазы луны.

Источник

Виды гигрометров

За время существования гигрометра было разработано несколько методик, позволяющих определить влажность воздуха. Они отличаются по точности получаемых данных и по сфере применения.

Конденсационный гигрометр позволяет получить более точные данные, чем описанные выше механические приборы. Конструкция такого устройства включает в себя охлаждаемую поверхность, на которой конденсируется влага. Встроенный термометр фиксирует температуру, при которой произошла конденсация, а узкий пучок света, направленный на упомянутую поверхность, позволяет точно зафиксировать момент образования конденсата. На основании этих данных электроника рассчитывает относительную влажность и выводит ее на дисплей. Такой принцип действия позволяет свести погрешность к минимуму, выполняя измерения в пределах от 0 до 100%.

В электронных гигрометрах могут использоваться различные принципы действия, в том числе:

Все эти методы позволяют получить более точные данные, чем при использовании механического гигрометра. Электронный гигрометр дает меньшую погрешность и особенно удобен, если необходима дальнейшая обработка собранных данных.

Психрометрический гигрометр используется для измерения относительной влажности воздуха за счёт сравнения показаний двух термометров, один из которых помещен во влажную среду. Поскольку влажный будет охлаждаться за счёт испарения жидкости, он покажет более низкую температуру, чем контрольный. При этом, чем меньше влаги в воздухе, тем сильнее показания термометров будут отличаться. Относительная влажность определяется по специальной таблице, а на ее основании при необходимости вычисляется абсолютная.

На основе этого принципа функционируют несколько разновидностей психрометров:

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:

Профессиональные гигрометры

Гигрометр позволяет измерить не только влажность атмосферного воздуха, но и долю влаги в газовых средах. Для этого используется профессиональные устройства для анализа температуры и влажности неагрессивных газовых сред. Результат измерений часто выражается в единицах точки росы. Они могут быть переносными или стационарными.

Портативные

Видеообзор портативного электронного гигрометра

Стационарные

Стационарные гигрометры позволяют не только проводить измерения, но и контролировать технологические процессы. Конструкция прибора позволяет детектировать даже небольшой процент микровлажности. Система подогрева датчика делает измерения более точными, поскольку предотвращает воздействие на него осушающих агентов, которые могут содержаться в газовой смеси.

Сфера применения профессиональных гигрометров

Портативные и стационарные приборы для измерения влажности применяются, в первую очередь, в нефтегазовой и химической промышленности. Однако сфера их использования этим не ограничивается. Гигрометр может понадобиться всюду, где предполагается работа с неагрессивными газовыми смесями и нужно контролировать их состояние. Благодаря этому оборудование для измерения доли влаги в воздухе находит применение на атомных электростанциях, на производстве микроэлектроники, в энергетике. Также их применяют для контроля за процессом осушки природного газа.

Профессиональные гигрометры используются для решения широкого круга задач, связанных с организацией различных производственных процессов. В частности, они становятся незаменимыми, если нужно:

Как выбрать гигрометр

Чтобы выбрать подходящий гигрометр, определитесь, как его предстоит использовать. В быту отдают предпочтение недорогим механическим гигрометрам, тогда какна производстве эксплуатируются в основном электронные различных типов, ведь именно они дают наивысшую точность измерений.

Важно определиться, для чего прибор будет использоваться в первую очередь и насколько часто предстоит проводить измерения. Для использования в строительстве может понадобиться специализированный гигрометр для работы с определенной группой материалов, например, древесиной, а в других случаях подходящей окажется стандартная модель. Определите, что именно предстоит измерять, и оцените возможности различных гигрометров, представленных на рынке.

Значимым фактором являются и условия использования. Обратите внимание на то, в каком диапазоне температуры и влажности прибор будет давать корректные показания. В зависимости от особенностей производства может понадобиться гигрометр, функционирующий при крайне высоких или крайне низких температурах. Также следует учитывать погрешность изменений.

Имеет значение и то, как в дальнейшем будут обрабатываться полученные данные. В самом простом случае вам нужно просто однократно провести измерения, чтобы оценить влажность воздуха в помещении или микровлажность газовой смеси. Но стационарные гигрометры позволяют решать и более сложные задачи. С их помощью можно отслеживать изменение параметров, сигнализировать о достижении пороговых значений, а значит, более эффективно контролировать технологический процесс.

Не стоит забывать и об эргономических характеристиках прибора. Крупные цифры на дисплее должны быть контрастными и легко читаемыми. Возможно, вы предпочтете приобрести модель с подсветкой, чтобы без проблем считывать показания при любом уровне освещенности. Эргономика в особенности важна для переносных приборов: их корпус должен быть легким, таким, чтобы его было удобно держать в руке.

Источник

Гигрометр. Виды и устройство. Работа и как выбрать. Особенности

Гигрометр – точный измерительный прибор, предназначенный для определения уровня влажности в воздухе или других газах. Может использоваться как отдельное устройство, предназначенное для измерения влажности, или являться частью климатических приборов, к примеру, кондиционеров и т.д.

Где используется гигрометр

Прибор имеет широкую сферу применения. Данные об уровне влажности воздуха являются важными, так как позволяют поддерживать оптимальный микроклимат.

Это может быть необходимо в:

С помощью гигрометра можно контролировать заданную влажность при производственном процессе. Ее контроль и поддержания на определенном уровне также важен для жилых помещений. Знание о влажности необходимы для корректировки микроклимата в помещениях, где содержатся животные. Также гигрометры применяются в теплицах.

Виды гигрометров

Для измерения влажности могут использоваться различные физические принципы. В связи с этим существует несколько типов гигрометров, имеющих существенные технические отличия. Они бывают:

Это разные приборы, многие из которых дают приблизительный результат, а также имеют другие ограничения использования, вследствие чего не пользуются спросом.

Волосной

Является устаревшим и чаще всего встречается как музейный экспонат. Принцип его работы основан на физическом свойстве волоса менять длину в зависимости от уровня влажности. В конструкции гигрометра используется натянутый волос, одним концом связанный со стрелкой. В зависимости от того насколько оттянется волос, зависит угол наклона стрелки.

Приборы этого типа считаются устаревшими ввиду низкой точности, но ее достаточно для бытового применения. Однако они очень чувствительны к механическому воздействию. При сильной встряске или ударе волос может порваться, и устройство выйдет из строя. Отремонтировать его крайне сложно, так как эта функция не предусматривается. Используемый в системе обезжиренный человеческий волос позволяет определять влажность воздуха в пределах от 30% до 100%. Устройство может использоваться для расчета влажности в случае минусовой температуры.

Пленочный гигрометр

Схож по принципу работы с волосяным. Он оснащается органической пленкой. Та меняет свою длину в зависимости от влажности. С пленкой связан механизм шкалы. Такое устройство не боится механического воздействия в разумных пределах, чем превосходит волосяные гигрометры. Устройство может использоваться для определения влажности воздуха при отрицательной температуре.

Зачастую устройство предусматривает наличие механизма калибровки. Его можно отрегулировать, пользуясь данными полученными на более точных приборах, которыми являются психометрические или абсолютные гигрометры.

Весовые

Такие гигрометры очень точные. Это избыточно для домашнего применения, поэтому такими приборами больше пользуются в лабораториях, так как они являются абсолютными. Устройство представляет собой соединенные трубки. Внутри них находится вещество, способное быстро поглощать пар из воздуха. Трубки постоянно пребывают в закрытом состоянии.

Для измерения относительной влажности необходимо открыть доступ воздуха на определенное короткое время. В результате прохождения через трубки пар из воздуха останется в поглощающем веществе. Вследствие этого масса самого гигрометра увеличится. Определив текущий вес устройства после увлажнения, и сравнив его с первоначальными данными, можно рассчитать относительную влажность.

Для пользования этим устройством нужно проводить математические расчеты. Для подсчетов требуются данные о массе гигрометра до и после измерения, а также об объеме пропущенного через трубки воздуха. Таким образом, чтобы получить более-менее точные данные измерения, необходимы весы с минимальной погрешностью. Кроме этого на уровень точности может влиять фактор состаривания вещества в трубках. Со временем оно теряет свои первоначальные свойства, и поглощает влагу из воздуха хуже.

Керамические

Устройство также называют механическим. Принцип его работы основан на зависимости уровня увлажненности диэлектрика к его токопроводности. Гигрометр оснащается керамическим пористым чувствительным элементом. Он поглощает влагу с воздуха. Если влажность высокая, то он набирает много воды, а если низкая, то керамический кубик наоборот подсыхает.

Через керамический элемент пропускается электрический ток. Когда влажность высокая, и он более увлажнен, то электрическое сопротивление снижается. Стрелка прибора реагирует на сопротивление, от чего располагается под определенным углом на циферблате, тем самым указывает на относительную влажность.

Данные устройства не самые точные, но дают вполне приемлемый результат, что позволяет их применять в системах климат-контроля и т.д. Главное их достоинство в даче прямых показаний влажности в текущем времени. Не нужно ничего считать по формулам или пользоваться вычислительными таблицами. Также устройство не нуждается в активации процесса замера. Его стрелка указывает на уровень влажности постоянно.

Конденсационные

Гигрометр этого типа также дает весьма приблизительный результат. В основе принципа его действия лежит свойство конденсирования пара. Устройство оснащается небольшим зеркалом. Перед замером измеряется температура зеркала. После этого оно охлаждается по принципу эффекта Пельтье. Остывание зеркала вызывает конденсирование на нем влаги. Как только это происходит, замеряется температура зеркала уже в этот момент. Сравнивая данные температуры, с помощью таблицы можно определить уровень относительной влажности.

Чтобы данные получились максимально точными, нужно вовремя определить момент образования конденсата, и своевременно измерить температуру зеркала. Для этого в гигрометре предусматривается оптическое или электрическое устройство. Электрическое является более точным, так как исключает человеческий фактор.

Электронные

Является наиболее удобным и весьма точным. Гигрометр оснащается пластинкой с электроизоляционного материала. Сверху нее имеется покрытие из хлорида лития. Уровень электрической сопротивляемости хлорида лития меняется в зависимости от уровня влажности воздуха.

Основываясь на этих данных, устройство самостоятельно проводит все исчисления, выдавая на дисплее готовый результат. Прибор очень быстро реагирует на изменение относительной влажности воздуха. Обычно данные приборы дополнительно оснащаются термометром.

Нужно отметить, что электрические гигрометры имеют разный уровень погрешности, зависящий от окружающей температуры. Более сложные приборы имеют усовершенствованный вычислительный потенциал, что позволяет минимизировать погрешность.

Психрометрические

Данный гигрометр также называют психрометр. Он имеет очень простую конструкцию. В основе прибора применяется 2 термометра. Один является сухим, а второй влажным. Влажный отличается от сухого тем, что внизу его колба соприкасается с батистовой лентой. Край ленты окунается в сосуд с водой. Вследствие этого лента всегда мокрая. Она увлажняет колбу мокрого термометра. Вода на нем испаряется, тем самым охлаждает термометр. По этой причине он показывает более низкую температуру.

Для определения влажности нужно сравнить нормальную температуру, полученную на сухом термометре и сниженную, из мокрого. Для этого используется специальная таблица. Обычно ее печатают прямо на корпусе психрометра.

Для работы данного прибора нужно своевременно подливать воду в колбу, в которую окунается батистовая лента. Если вода испариться, то данные с термометров будут одинаковыми.

Критерии выбора гигрометра

Ключевыми моментами при выборе гигрометра являются его следующие параметры:

Большинство гигрометров рассчитаны на использование только при положительной температуре. Если возникает необходимость работы при пониженных температурах, то используются мембранные и волосяные гигрометры. Кроме этого отдельные устройства могут применяться только в тепле. Так гигрометр ВИТ-2 может применяться в диапазоне температур +15…+40°С.

Также гигрометры разного устройства имеют разный диапазон определения относительной влажности. Большинство из них могут работать выдавать корректный результат замеров только в диапазоне 20-90%.

Важным критерием является принцип действия устройства. Одни приборы работают приблизительно, другие дают вполне точный результат. От принципа действия гигрометра зависит то, будет он показывается уровень относительной влажности непрерывно или только в момент проведения определенных манипуляций. Самыми удобными являются электронные и керамические гигрометры. Для работы с другими нужно делать расчеты, то есть придется потратить несколько минут, чтобы определить уровень влажности.

Источник