Гигрометр. Виды гигрометров.

Гигрометр — измерительный прибор, предназначенный
для определения влажности воздуха. Существует несколько типов гигрометров (весовой, волосной, плёночный и другие), действие которых основано на различных принципах.

Рисунок 1.1. Гигрометр производства СССР

Рисунок 1.2. Бытовая метеостанция производства СССР, включающая гигрометр волосного типа (нижняя шкала с красной стрелкой). Текущее показание — 80% относительной влажности

Первый гигрометр был создан Джоном Лесли A760–1832 г.,
но попытки измерения влажности были предприняты Леонардо да Винчи (Италия, 1400 г.), Николаем Кузанским (Италия, Германия, 1450 г., использовал стекло и шерсть), Франческо Фолли (Италия, 1664 г.), Орасом Бенедиктом де Соссюром (Швейцария, 1783 г., использовал человеческий волос), Джоном Фредиктом Даниэлем (Великобритания, 1820 г., определял точку росы с помощью гигрометра, основанного на принципе измерения колебаний электрического сопротивления). Чувствительный элемент гигрометра должен избирательно реагировать на изменение концентрации воды.

Для количественного определения влажности и содержания воды применяются разные единицы. Влажность газов в системе СИ иногда выражается как количество паров воды в одном кубическом метре (г/м3). Содержание воды в жидкостях и твердых телах обычно задается в процентах (%) от общей массы. Содержание воды в плохо смешиваемых жидкостях определяется как количество частей воды на миллион частей веса (ррт).

В воздухе всегда содержится определенное количество влаги в виде водяного пара. Там, где наличие водяного пара приводит к возникновению химических, физических и биологических процессов или оказывает влияние на эти процессы, большое значение имеет постоянный контроль за влажностью воздуха. Для определения количества влаги имеются две измерительные величины. Различают абсолютную и относительную влажность.

Абсолютная влажность (точка насыщения)

Абсолютная влажность показывает такое количество водяного пара, которое содержится в определенном объеме воздуха.

Воздух, как смесь газа и пара, всегда содержит водяной пар. Водяной пар создает определенное давление, которое называют давлением водяного пара. Оно является частью всего барометрического давления газа.

Давление водяного пара и соответственно абсолютная влажность воздуха могут повышаться при определенной температуре только до предела насыщения. Это максимально возможное давление называют давлением насыщения.

Точка насыщения

При дальнейшем поступлении водяного пара образуется конденсация. Избыточное количество водяного пара проявляется в виде дождя, тумана или конденсата. Насыщенное состояние при этом сохраняется. Если насыщенный теплый воздух охлаждается, то также происходит конденсация. Теперь охлажденный воздух будет впитывать меньше влаги. Температура, при которой это происходит, называется температурой точки насыщения. Она указывается в °С. С помощью точки насыщения можно установить давление водяного пара влажного воздуха по кривой давления водяного пара. Итак, точка насыщения является единицей измерения количества воды во влажном воздухе. Величина абсолютной влажности воздуха подбирается в зависимости от данных расчетных требований.

Относительная влажность

Относительная влажность воздуха это отношение фактически имеющейся, т.е. абсолютной влажности воздуха к максимально возможной влажности воздуха при данной температуре. Относительная влажность воздуха представляет собой безразмерную величину. Она является передаточным числом и указывается в %.

При высокой температуре воздух может поглощать больше влаги, чем при низкой. Максимальная влажность, которую может поглотить воздух, называется влажностью насыщения. До насыщения давление водяного пара и следовательно относительная влажность пропорциональна всему барометрическому давлению. Так как давление насыщения зависит только от температуры, относительная влажность воздуха также зависит от температуры. Относительная влажность уменьшается, если температура повышается и наоборот.

Виды гигрометров

1) Весовой (абсолютный) гигрометр – сочетание некторого количества трубок, которые заполнены специальным веществом, поглощающим влагу;

2) Волосной гигрометр – состоит из волоса, меняющего свою длину в зависимости от количества влаги в помещении;

3) Плёночный гигрометр – состоит из пленки, которая растягивается, если влажность повышена и сжимается, если влажность понижена;

4) Электролитический (электрический) гигрометр – стеклянная пластина, которая покрыта электролитом, уровень электролита изменяется в зависимости от влаги;

5) Керамический гигрометр – измеряется с помощью электрического сопротивления от поверхности смеси из глины;

6) Конденсационный гигрометр – состоит из специального зеркальца на котором образуется конденсат, по количеству которого определяется влажность воздуха;

7) Электронные гигрометры (используют различные принципы);

8) Психрометр – используется соотношение показаний, в разности увлажненного и сухого термометров.