Базовая станция служит важным инструментом, собирающим информацию о температуре, уровне влажности и концентрации углекислого газа в воздухе, находящемся в помещении. Все данные отображаются на экране вашего смартфона через приложение Magicair, что позволяет легко отслеживать изменения микроклимата.
Как высчитать влажность на гигрометре: руководство по использованию приборов + примеры расчетов
Микроклимат в помещении имеет ключевое значение для здоровья и хорошего самочувствия человека. Исследования показали, что уровень влажности воздуха сильно влияет на здоровье человека, включая состояние кожи, дыхательную систему и общее самочувствие. Поэтому крайне важно поддерживать нужные параметры влажности. Есть ли у вас другое мнение по этому поводу?
Для измерения влажности используются специальные шкалы, которые основаны на различных принципах работы. Некоторые модели способны автоматически определять уровень влажности, что значительно упрощает использование прибора. В то же время, есть устройства, которые требуют от пользователя выполнения множества действий и расчетов. Чтобы правильно их использовать, нуждаются в определенных знаниях, например, понимания того, как рассчитать уровень влажности при разных условиях, включая низкое кровяное давление.
Далее в данном вводном разделе представлены различные типы гигрометров и их принцип работы, а также рекомендации по выбору наиболее подходящего прибора для ваших нужд.
Для чего нужны гигрометры?
Гигрометр — это специализированный измерительный прибор, предназначенный для определения относительной или абсолютной влажности воздуха или газа. Его также часто называют увлажнителем, хотя эта терминология иногда используется для устройства, увеличивающего влажность воздуха.
Слово «гигрометр» в переводе с греческого означает «влажный» и «тающий», что подчеркивает его основную функцию. Эти приборы полезны в различных сферах, включая быт и промышленность.
Уровень влажности и температура являются важнейшими показателями для контроля микроклимата. Соответствующие значения необходимы для обеспечения здоровья человека, а также для сохранения различных материалов, конструкций и продуктов питания в нормальном состоянии.
Слишком высокая влажность способствует быстрому распространению грибков и вирусов. Овощи и фрукты могут начать гнить, а на стенах может образоваться плесень. Конденсат на окружающих предметах способствует коррозии металлических конструкций и повреждению бумаги. В свою очередь, свойство химических веществ существенно меняется.
На другом конце спектра, слишком низкий уровень влажности ухудшает защитные качества слизистой оболочки носа и горла. Это делает людей более восприимчивыми к вирусам и инфекциям, что, в свою очередь, может вызвать значительные проблемы со здоровьем.
Кроме того, недостаток влажности негативно влияет на качество продуктов питания, которые могут терять свои питательные свойства. Поддержание оптимального микроклимата имеет критическое значение для процесса производства и ремонта, особенно в тех областях, где используются различные строительные растворы.
Существует множество типов гигрометров, точность которых может варьироваться в зависимости от их назначения и области применения. Выбор конкретного типа устройства должен основываться на его функциональных возможностях.
Регулярное измерение уровня влажности является необходимым условием для поддержания ее на желаемом уровне, особенно если наблюдаются отклонения от норм. Устройства для измерения влажности используют следующие области:
- Пищевая промышленность
- Торговля
- Животноводство
- Овощеводство
- Фармацевтическая промышленность
- Тепличные хозяйства
- Строительство и ремонтные работы
Несмотря на очевидные преимущества, высокий уровень влажности не так часто контролируется в домашних условиях. Обычно они используются метеостанциями и службами контроля.
Поддерживать оптимальный уровень влажности в местах, таких как больницы, детские сады и школы, крайне важно. Также стоит рассмотреть возможность приобретения такого прибора для домашнего использования. Поддержание уровня влажности в благоприятном диапазоне может значительно повысить качество жизни.
Популярные виды приборов
Методы и характеристики измерения влажности с помощью гигрометров зависят от типа используемого оборудования. Устройство может различаться по конструкции, принципу работы и другим параметрам.
Гигрометры можно разделить на механические и электронные. Первый тип использует циферблат со стрелкой для отображения данных, тогда как электронные модели оснащены дисплеями, на которых показана вся необходимая информация.
В зависимости от принципа работы, выделяют следующие типы устройств:
- Ленточные гигрометры
- Волосные гигрометры
- Весовые гигрометры
- Емкостные гидрометры
- Керамические гигрометры
- Конденсационные устройства
- Электролитические гигрометры
- Психрометры
Ленточные гигрометры представляют собой околоцифровую конструкцию с сенсором в форме специальной пленки, выполненной из органического материала, прикрепленной к индикатору. Эта пленка увеличивается или уменьшается в зависимости от уровня атмосферной влажности, что приводит к смещению индикатора и отображению результатов на циферблате.
Среди достоинств волосного гигрометра — простота конструкции. Этот прибор можно использовать для измерений даже при температурах ниже нуля градусов Цельсия.
Волосный гигрометр строится на использовании человеческого или синтетического волоса, который натягивается на специальную рамку вместе со стрелкой. Принцип его работы аналогичен гигрометрам ленточного типа, так как изменение влажности влияет на длину волоса, что, в свою очередь, приводит к отклонению стрелки.
Для расчета абсолютной влажности применяются весовые гигрометры, которые оборудованы трубками из гигроскопичного материала. При прогонке воздуха через них материал впитывает влагу, что увеличивает его вес. Для точного измерения необходимо провести взвешиваниеSample before and after air is pumped into the device. Затем абсолютная влажность рассчитывается на основе полученных значений и объема прокачанной воздушной массы.
Емкостные гигрометры построены на использовании оксидных конденсаторов. Их мощность изменяется в зависимости от концентрации влаги в воздухе. Подобные устройства необходимо регулярно калибровать, поскольку со временем емкость датчика может снижаться, и это, в свою очередь, влияет на точность измерений.
Резистивные гигрометры работают по принципу изменения уровня влажности в зависимости от электрического сопротивления определенных солей и полимеров. Керамические приборы составляют циферблат со стрелкой, при этом в качестве датчика используется специальная керамическая смесь, такая как глина или кремний. Электролитическое сопротивление этого материала зависит от уровня влажности в окружающем воздухе.
Керамические гигрометры, хоть и просты в использовании, показывают лишь уровень влажности, и у них нет дополнительных функций. Тем не менее, они достаточно точны и позволяют отслеживать изменения микроклимата в помещении.
Приборы конденсационного типа функционируют, используя метод, при котором встроенное зеркало меняет свою температуру в зависимости от температуры окружающего воздуха. Также в конструкциях электролитических гигрометров использованы стеклянные или полистироловые пластины, покрытые слоем электролита. Сопротивление электролита изменяется в зависимости от влажности.
Чрезмерная влажность может повредить мебель и отделку, спровоцировать развитие грибков на стенах и понизить иммунитет людей, находящихся в помещении. К тому же, в квартире может появиться неприятный сырой запах.
Изучите конструкцию и принцип работы конденсационного гигрометра (см. рис. 1). С его помощью можно определить абсолютную влажность воздуха по точке росы.
Конденсационный гигрометр
В основе данного устройства лежит небольшой металлический корпус с передней стенкой, окруженной кольцом. Поверхности этих частей хорошо отполированы, между ними находится изолирующая прокладка. Резиновая колба крепится к корпусу, а термометр помещается внутрь прибора.
Рассмотрим пример: наполните корпус эфиром. Эфир быстро испаряется, поэтому, когда вы начнете проветривать корпус вентилятором, испарение ускорится, и температурное охлаждение произойдет быстрее. На полированной поверхности начнут появляться капли.
Запомните температуру, которую вы наблюдаете в этот момент, — это и есть значение точки росы. В этот момент пар становится насыщенным.
Чтоб определить абсолютную влажность воздуха, воспользуйтесь специальной таблицей.
На следующем рисунке представлен типичный лабораторный гигрометр (см. рис. 2).
Из названия устройства уже становится очевидно, что в его конструкции присутствует волос. Это верно! Работа волосяного гигрометра базируется на интересном свойстве волоса — по мере роста относительной влажности волосы удлиняются.
Волосной гигрометр
На рисунке 3 изображён гигрометр.
На шкале данного прибора можно видеть уровень относительной влажности. Чем выше значение влажности, тем длиннее становятся волосы, а при снижении влажности – короче. При этом стрелка перемещается по шкале, показывая текущее значение.
Измеритель сухости/влажности (лат. dry/cold, metrio-count) представлен на рисунке 4.
Психрометр
Рисунок 4: Психрометр.
Это устройство состоит из двух термометров. Один из термометров помещается в ткань и затем обмакивается в воду. В результате испарения воды термометры охлаждаются, что приводит к разным показателям.
При высокой относительной влажности испарение происходит медленнее, и термометры показывают близкие друг к другу значения, а при низкой влажности испарение происходит быстрее, что приводит к более значительным отличиям в значениях. Для оценки необходимой разницы температур также существуют специальные таблицы, при помощи которых можно найти значения относительной влажности.
Преимущество психрометров заключается в их простой конструкции, поэтому такие устройства могут обеспечить значительно более простое измерение влажности, чем другие приборы. К тому же их стоимость оказывается гораздо ниже, чем у многих других устройств.
Будьте изобретательны. Закройте глаза и сделайте глубокий вдох. Представьте себе пляж: шум волн приятно щекочет ваши уши, бесконечная синяя гладь моря радует взор, а особый воздух наполняет лёгкие. Можете это вообразить? А теперь перенеситесь в пустыню, к безкрайним песчаным дюнам. Чувствуете ли вы разницу между этими местами? Можете ли вы заметить различие в воздухе? Конечно, можете! И вот почему;
Влажность воздуха
Это связано с различием в уровне влажности. Интуитивно вы можете определить, где воздух максимально увлажненный — у водоёмов, в бассейнах, или ваннах. Но что такое влажность с научной точки зрения? Можно ли её количественно оценить? И на эти вопросы, и другие, вы найдёте ответы в данной статье.
Давайте начнём с основ. Чтобы правильно понять данное явление, сначала необходимо разобраться в понятиях испарения и насыщенного пара.
Испарение
«Подождите», — можете возразить вы. — Мы изучали это в разделе о тепловых явлениях. Разве кипение не ведет к образованию пара?»
Это действительно хороший вопрос! На самом деле, процесс кипения происходит только тогда, когда жидкость достигает своей точки кипения и это затрагивает весь объём жидкости. Испарение, в отличие от этого, может происходить при любой температуре, но только на поверхности жидкости.
Что влияет на скорость этого процесса?
Как известно, молекулы жидкости находятся в постоянном хаотичном движении. Когда быстрые молекулы приближаются к поверхности, они могут отрываться и покидать жидкость. Чем больше таких молекул, тем быстрее происходит испарение. Оставьте чашку воды на несколько минут без внимания — вы, скорее всего, не заметите, как её уровень изменился. Но оставьте её на несколько дней, и это будет заметно.
Скорость испарения зависит от трёх ключевых факторов. Во-первых, от свойств вещества. Некоторые жидкости испаряются быстрее, чем другие, что связано с низкой силой притяжения между их молекулами. Таким образом, эти молекулы легче отделяются от жидкости. Например, эфир испаряется гораздо быстрее обычной воды.
Во-вторых, процесс испарения зависит от температуры: чем выше тепература, тем больше молекул покидает поверхность жидкости.
И наконец, площадь поверхности жидкости играет значительную роль. Когда речь идёт о сравнении большого океана и маленькой лужи, ответ будет очевидным: океан будет терять молекулы быстрее. Все мы интуитивно понимаем, что если что-то пролито на пол, убирая лужу без лишних движений, вы заметите, как за время просушки одежды быстрее сохнет, если она развешена, а не сложена.
Помимо испарения также происходит обратный процесс: молекулы возвращаются обратно в жидкость.
Когда количество молекул, покидающих жидкость, равно количеству молекул, возвращающихся, процесс достигает динамического равновесия. На этом этапе молекул пара над жидкостью остаётся постоянным.
Насыщенный пар описывает пар, который находится в состоянии равновесия с жидкостью.
Насыщенный пар
Ненасыщенный пар — это тот пар, который не находится в состоянии динамического равновесия. Это значит, что количество молекул над жидкостью не стабильно, процессы испарения продолжаются.
На нашей планете вода постоянно испаряется с поверхности рек, озёр, океанов, морей, растительности и ледников. В атмосфере постоянно присутствует водяной пар, и именно это приводит к формированию понятия влажности.
Сложность в контроле уровня влажности, особенно в помещениях, требует применения многофункциональных электронных гигрометров, которые позволяют точно измерять этот параметр для поддержания оптимального микроклимата и комфорта. Оставайтесь информированными, чтобы создать здоровую среду вокруг себя.
