Гигрометр это: что такое, что измеряет, как пользоваться, таблица

Гигрометры — приборы, основной функцией которых является измерение влажности. Этот показатель влияет и на здоровье людей, и на работу многих приборов, и на свойства материалов, поэтому необходимость его контролировать может возникать в различных отраслях. За время использования гигрометра были разработаны различные принципы действия, получившие широкое распространение.

Виды гигрометров

Существует несколько методов измерения влажности. Абсолютная влажность характеризует, сколько весит водяной пар, который в настоящий момент содержится в кубическом метре атмосферы. Относительная влажность — характеристика, которая показывает, насколько количество влаги, содержащейся в воздухе в момент измерения, близко к максимуму, возможному для данной температуры. Она измеряется в процентах и часто именно с ее помощью описывают метеообстановку. Наконец, кроме абсолютной и относительной влажности, гигрометр может определять точку росы — температуру конденсации водяного пара, содержащегося в воздухе, на холодной поверхности.

Как правило, измерительное оборудование определяет один из трех перечисленных показателей. Однако существуют формулы, позволяющие с помощью вычислений получить остальные два. Поэтому, вне зависимости от того, что измеряет ваш гигрометр — точку росы, абсолютную или относительную влажность — вы сможете при необходимости рассчитать все три характеристики.

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

В волосяных гигрометрах измерение выполняется за счёт того, что длина тонкого волоса меняется, реагируя на количество влаги, с которой он контактирует. Прибор имеет определенные ограничения — измерения проводятся лишь в пределах от 30 до 80%. Индикация влажности осуществляется посредством несложного механизма. Изменение микроклимата воздействует на волос, сила натяжения которого усиливается или ослабляется. Он воздействует на шкив, к которому подсоединен. Шкив поворачивается и перемещает стрелку вдоль дугообразной шкалы. Поскольку действие такого гигрометра определяется исключительно законами механики, он не требует внешнего источника питания.

Для определения абсолютной влажности воздуха применяют весовой гигрометр. Он состоит из изогнутых в форме буквы U трубок, соединенных друг с другом и заполненных веществом с хорошей гигроскопичностью, то есть активно впитывающим влагу из воздуха. Через описанную систему трубок продувают фиксированное количество воздуха. Содержавшаяся в нём влага оседает на содержимом трубок, и их масса меняется. Разница между массой системы трубок до и после выполнения измерений позволяет рассчитать, сколько влаги присутствует в данном объеме.

В основе работы механического (керамического) гигрометра — изменение электрического сопротивления массы, содержащей керамические и металлические компоненты. За основу берутся кремний, глина или каолин, к которым добавляются окислы металлов. В результате получается смесь, заметно меняющая сопротивление в ответ на изменение влажности. Гигрометры этого типа часто используются в быту.

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:

измерение электропроводимости воздуха, которая зависит от содержащейся в нём влаги;
определение точки росы оптоэлектронным методом;
измерение электрического сопротивления солей или полимеров, меняющегося в зависимости от влажности;
отслеживание изменения ёмкости металлоксидного или полимерного конденсатора.

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:

Стационарный представляет собой простую конструкцию, смонтированную в метеорологической будке. На штативе укрепляются два термометра, один из которых контактирует с влажной тканью. Считывание показаний и вычисления производятся вручную.
Дистанционный конструируется с использованием преобразователей температуры, таких как термисторы или термопары. Например, такой психрометр может состоять из двух манометрических термометров, один из которых увлажняется. Дистанционный психрометр может быть манометрическим или электрическим.
Аспирационный состоит из двух термометров, смонтированных в защищенном корпусе и обдуваемых вентилятором-аспиратором. Такая конструкция позволяет получить наибольшую точность измерений.

История создания влагомера

Влажность труднее измерить, чем температуру, и поэтому первые гигрометры были не совсем точными. Леонардо да Винчи изобрел первую версию гигрометра уже в конце 1400 года. Гийом Амонтонс изобрел гигрометр, который был похож на трехжидкостный барометр, в 1687 году. В 1781 году Гораций Бенедикт де Соссюр (1740–1799) обнаружил, что человеческий волос, хорошо показывает влажность. Крупный прорыв в гигрометрии был сделан в 1802 году британским исследователем Джоном Далтоном (1766-1844). Он показал, что количество водяных паров, необходимых для насыщения, сильно зависит от температуры. Это привело к пониманию относительной влажности и того, как пользоваться гигрометром психрометрическим.

Показания влагомера взаимозаменяемы, простыми расчетами они преобразуются из одного вида в другой — относительная влажность помогает определить точку росы или абсолютную влажность.

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.

Гидрометр температуры и влажности GAOTek Mini

Гигрометр GAOTek Mini разработан с интегрированной функцией измерения в диапазоне температуры влажного термометра от 0°C до 80°C. Гигрометром как правильно пользоваться? Интегрированная измерительная функция — это Т окружающей среды, влажности, точки росы и Т влажного термометра. Это цифровой измеритель Т с высокой точностью и низкой потребляемой мощностью. Он укомплектован датчиками влажности и цифровым дисплеем промышленного класса. Он подходит для измерения Т и влажности в любой отрасли производства, в цехах, на фабричных складах, в библиотеках, в офисах, в лабораториях и т. д.

Особенности модели:

высокая производительность и точность;
быстрое время реакции;
контроль сухого и мокрого термометров;
микропроцессорный дизайн;
спящий режим;
удержание экрана;
функция подсветки;
низкое энергопотребление;
цифровой экран;
температура точки росы;
диапазон температур от -30°C до +100°C;
диапазон влажности 0% до 100% rh;
температура точки росы от -30°C до +100°C;
температура влажного термометра от 0°C до 80°C;
точность влажности 2% rh (от 20% до 80% при + 25°C);
время отклика 10 секунд (90% Т+25°C).

Портативные

Основная сфера применения портативных гигрометров — нефтегазовая и нефтехимическая промышленность. С помощью такого прибора определяют микровлажность газа в баллонах или трубопроводах. Они могут работать в широком температурном диапазоне и выводить влажность в различных единицах измерения. Компактность гигрометра позволяет без проблем проводить измерения в нужных точках.

Измеритель влажности МОДЕЛЬ C-02

Прибор измеряет CO2, Т и влажность, с тройным жидкокристаллическим дисплеем. Как пользоваться гигрометром? МОДЕЛЬ C-02 Т влажного термометра и функцией точки росы. Двухдиапазонный инфракрасный датчик CO2.

Прибор выполняет:

Автоматическое ведение журнала измерений с передачей данных на ПК. Удержание данных: замораживание показаний дисплея.
Индикацию низкого заряда батареи.
Рабочая Т: от 5°C до 50°C.
Рабочая влажность: от -10 до 90% влажности.
Влажность при хранении: от 10 до 90% относительной влажности.
Точность: CO2: ± 3% или ± 50ppm,
Влажность: ± 5% RH,
Температура: ± 1 C, ± 1,8 F.
Автоматическая емкость памяти: 20 000 измерений.
Последовательный интерфейс RS-232.

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.

Гидрометр Testo 645

Двуканальное измерение Т и влажности. Очень точное измерение влажности до ± 1% rF с внутренней памятью измерений. Как пользоваться гигрометром? Testo 645 одним нажатием кнопки отображает показатели: влажность, точка росы, энтальпию и температура. Удобная оценка данных измерений с передачей на ПК и с указанием места измерений. Максимальная влажность 100%. Минимальная влажность 0%. Температура от -50°C до +150°C.

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:

обеспечить заданный уровень влажности в помещении, например, для хранения продукции в определенных условиях;
оценить влажность в производственном помещении для целей охраны труда;
обеспечить нормальное функционирование электротехнического оборудования различного назначения;
обеспечить уровень влажности, нужный для реализации конкретного производственного процесса.

Правила безопасной эксплуатации

Несмотря на то, что гигроскопы бывают разных видов, существуют общие правила, которых нужно придерживаться при их использовании. С любым оборудованием следует обращаться бережно. Нельзя допускать падения прибора.

Также запрещено обрабатывать устройство агрессивными химическими веществами: например, растворами, содержащими щелочь или кислоту. Не рекомендуется перегревать устройство. Максимально допустимая температура, в которой можно эксплуатировать оборудование, приведена в его сопроводительной инструкции.

Важно правильно выбрать место для расположения гигрометра. Рядом с оборудованием не должно быть источников холода и тепла. Важно отсутствие вибрации. Не стоит располагать гигроскопы в местах прямого воздействия солнечных лучей

Важно помнить о мерах безопасности при использовании приборов, содержащих ядовитые вещества. Например, термометры психометрического аппарата ВИТ-2 заполнены толуолом. Это токсическая и огнеопасная жидкость.

Поэтому важно не допускать разбития и перегрева устройства. Если произошел разрыв резервуара, то удалить толуол с окружающих предметов можно водой с моющим средством.

Если для измерения влажности нужно применять воду, то следует использовать дистиллированную (даже если в инструкции прямо об этом ничего не сказано). Водопроводная неочищенная жидкость содержит соли, которые будут оседать на элементах устройства, снижая его срок годности и точность результатов.

Приложения

Помимо теплиц и промышленных помещений, гигрометры также используются в некоторых инкубаторы, сауны, хьюмидоры и музеи. Они также используются для ухода за деревянными музыкальными инструментами, такими как пианино, гитары, скрипки и арфы, которые могут быть повреждены из-за неподходящей влажности. Гигрометры играют большую роль в тушении пожаров, так как чем ниже относительная влажность, тем сильнее может гореть топливо.[9] В жилых помещениях гигрометры используются для контроля влажности (слишком низкая влажность может повредить кожу и тело человека, а слишком высокая влажность способствует росту плесень и пылевой клещ). Гигрометры также используются в покрытии. промышленность потому что нанесение краски и других покрытий может быть очень чувствительным к влажности и точка росы.

Другие варианты приборов для измерения влажности воздуха в помещении

Безусловно, далеко не каждому захочется постоянно возиться с вычислительной таблицей, и в таком случае купить психрометрический гигрометр – не лучший вариант. Большой популярностью сегодня пользуются электрические приборы, которые объединяют в себе сразу несколько функций, например, часы, термометр, барометр, гигрометр.

Еще одно популярное сочетание – увлажнитель воздуха с гигрометром. Купить такой прибор не сложно, однако его использование также имеет некоторые тонкости. Основная проблема состоит в том, что измерение влажности воздуха производится в непосредственной близости от источника влаги, а значит считать эти данные достоверными достаточно сложно.

Само собой, что в быту имеет место и использование самодельных приборов. Так, комнатный термометр-гигрометр своими руками сделать достаточно просто. Но стоит учитывать, что погрешность, с которой вам придется столкнуться в процессе его использования, несомненно, будет больше, чем в случае применения электронного или механического гигрометра.