Приборы для измерения абсолютной влажности воздуха

Содержание

Абсолютная и относительная влажность……………………………. 4

Приборы для определения влажности воздуха…………………..…. 6

Список использованных источников………………………………….1

Введение

Влажность воздуха представляет собой один из самых важных параметров, которыми характеризуется состояние атмосферы. Она оказывает влияние на среду обитания человека, ее комфортность, и, соответственно, по этой причине контролируется экологическими службами. От уровня влажности, помимо непосредственно здоровья людей, зависит работоспособность многих предприятий, качество технических процессов, обстановка на выставках и в музеях. Непосредственно уровнем влажности воздуха определяется качество выполнения многих технологических процессов. Данная работа является актуальной, так как в современном мире вся жизнь и деятельность человека не являются возможными в отсутствие достоверных данных о характеристиках влажности. В данной работе будет рассмотрено понятие влажности, абсолютной и относительной, также внимание будет уделено способам измерения уровня влажности воздуха.

Абсолютная и относительная влажность

Практически каждый знает, что существует понятие абсолютной, и относительной влажности. Внесем ясность в этот вопрос. Абсолютная влажность есть вес, или точнее говоря, масса водяного пара, который содержитсяя в 1 м3 воздуха.Иными словами, абсолютная влажность представляет собой ни что иное, какплотность водяного пара в воздухе. Действительно, при одной и той же температуре воздух может поглотить только вполне определенное количество водяного пара и достичь состояния полного насыщения. Соответственно, абсолютная влажность воздуха в состоянии его насыщения носит название влагоемкости.Еще одно понятие, которое необходимо рассмотреть в контексте влажности – влагосостояние. Влагосостояниеявляетсяхарактеристикой водяного пара в атмосфере, определяющей его состояние относительно насыщенного пара при той же температуре. Данная характеристика для компонентов атмосферы практически используется только для влаги, что объясняется большим количеством практических задач, в которых не столь важно знание общего количество влаги в воздухе, сколько определение, сколько еще влаги может при данной температуре испариться. Например, именно этим и определяется степень и скорость высыхания или увлажнения различных предметов и объектов, а также уровень комфортности пребывания человека в данном месте.

Относительная влажность. Основной характеристикой влагосостояния является относительная влажность, то есть выраженное в процентах отношение абсолютной влажности к той, которая возможна при данной температуре без выпадения росы[1] :

Приборы для измерения абсолютной влажности воздуха

К характеристикам влагосостояния относят дефицит парциального давления, дефицит точки росы и еще ряд характеристик водяного пара относительно тех же характеристик в состоянии насыщения.

Несмотря на то, что список характеристик влагосодержания несколько длиннее списка характеристик влагосостояния, на практике наиболее массовыми являются гигрометры – приборы для измерения относительной влажности воздуха. Эти приборы составляют более 70% всего парка приборов для измерения влажности.

Приборы для определения влажности воздуха

Для определения абсолютной влажности воздуха пользуются двумя видами прибора, называемого психрометром (от греч. psychros – холодный): станционным психрометром Августа и аспирационным психрометром Ассманах[2].

Принцип психрометрии заключается в определении показаний двух термометров, резервуар одного из которых увлажнен. Влага, испаряясь с различной скоростью в зависимости от влажности и скорости движения воздуха, отнимает тепло от термометра, поэтому показания влажного термометра, как правило, будут ниже, чем показания сухого.

Станционный психрометр Августа (рис. 1а) состоит из двух одинаковых спиртовых термометров, резервуар одного из которых обернут кусочком тонкой гигроскопичной ткани, опущенной одним концом в стаканчик с дистиллированной водой комнатной температуры. Вследствие испарения воды температура влажного термометра будет ниже температуры второго (сухого) термометра. Показания термометров снимают через 15 минут после увлажнения одного из них.

Аспирационный психрометр Ассмана (рис. 2б) даёт более точные показания, так его корпус заключен в металлический футляр, предохраняющий резервуары термометров от воздействия лучистой энергии и движения воздуха.

Приборы для измерения абсолютной влажности воздуха

Рисунок 1. Психрометры:

а – станционный; б – аспирационный

Движение воздуха обеспечивается вентилятором, что гарантирует постоянную скорость его перемещения вокруг резервуаров термометров (2 м/с). Конец одного из термометров обернут тонкой материей и перед каждым наблюдением его смачивают дистиллированной водой при помощи специальной пипетки. Вентилятор заводят ключом и производят через 3-4 минуты от начала его работы регистрацию показаний. Измерения производят в центре помещения на высоте 1,5 м от пола.

Гигрометр (рис. 2) (от греч. hygros – влажный) – прибор для непосредственного определения относительной влажности воздуха.

Данные приборы создавались с использованием самых разнообразных принципов действия. Рассмотрим основные из них:

  • волосяные гигрометры – это гигрометры, в которых используется свойство волоса изменять свою длину в зависимости от влажности воздуха. С использование этого принципа было создано огромное число приборов. Их отличает простота исполнения и дешевизна материалов, благодаря простой конструкции стоимость изготовления такого прибора очень низка.
  • гигрометры точки росы – это приборы, в которых оптическим способом или визуально фиксировался факт выпадения росы на поверхности металлического зеркала, температура которого измерялась. Таким образом определялась температура, при которой данная абсолютная влажность становилась влажностью насыщенного пара. Абсолютная влажность определялась по давлению насыщенного пара при температуре выпадения росы.
  • пьезосорбционные гигрометры – приборы, в которых измерялась частота собственных колебаний какого-либо гигроскопичного кристалла.
  • емкостные гигрометры – в таких гигрометрах измеряется емкость конденсатора с гигроскопичным диэлектриком между обкладками . Многие конденсаторы, созданные по такому принципу, измеряют относительную влажность, т.к. непосредственно от этой характеристики зависит насыщение влагой диэлектрика и соответственно, емкость конденсатора.
  • резистивные гигрометры – используют принцип изменения электрического сопротивления или проводимости гигроскопичного материала. Прибор измеряет электрическое сопротивление и может быть проградуирован в единицах как относительной, так и абсолютной влажности.
Читайте так же:  Закрытая система отопления ленинградка в частном доме

Рассмотрим принцип работы волосяного гигрометра подробнее. Как уже отмечалось, в основы работы этого прибора положена способность волоса в силу гигроскопичности удлиняться во влажной атмосфере и укорачиваться в – сухой.

Приборы для измерения абсолютной влажности воздуха

Рисунок 2 – Гигрометр

Принцип работы гигрографа (рис. 3) аналогичен работе барографа и термографа.

Приборы для измерения абсолютной влажности воздуха

Рисунок 3 – Гигрограф

Прибор служит для регистрации непрерывных измерений относительной влажности, состоит из воспринимающего элемента – пучка обезжиренных волос, вращающегося барабана с лентой, соединительных рычагов и пера с чернилами.

Также существует еще целый ряд приборов , предназначенных для измерения влажности воздуха, однако, не нашедших широкого применения на практике. Это, как правило, сверхточные приборы, предназначенные для решения узкоспециальных задач. Например, в образцовых установках и в установках эталонного уровня создавались и успешно использовались гигрометры, измеряющие, затухание СВЧ излучения в полости, содержащей пары воды или поглощение парами воды инфракрасного излучения в полосах около 6,5 мкм и 2,7 мкм.

Заключение

В данной работе были рассмотрены основные понятия, связанные с влажностью воздуха. Измерение и контроль влажности воздуха является актуальным вопросом, т.к. влажность воздуха непосредственно влияет на состояние людей и технических процессов. Особенно важную роль играет контроль влажности на производстве. В работе были в общем рассмотрены некоторые способы измерения абсолютной и относительной влажности воздуха.

Влажность воздуха в помещении является одним из важнейших показателей, определяющих микроклимат в доме. Если температуру и скорость воздушных потоков можно приблизительно определить по личным ощущениям, то сказать, сколько воды в объеме комнаты «на глазок» не получится. Как определить влажность воздуха? Для этого используется либо прибор для измерения влажности воздуха в помещении, либо подручные средства.

Приборы для измерения абсолютной влажности воздуха

Все они имеют индивидуальные точности и порядок использования.

Физическое понятие

Влажность – это содержание водяных паров в воздухе. Комфортное существование живых организмов, возможность развития живой природы, сохранность материалов возможно только при определенных значениях этого параметра.

Абсолютная показывает количество паров воды в определенном объеме. Чаще всего измеряется в г/м 3 . Практического значения не имеет, так как невозможно определить нормальная влажность или нет, зная, что количество водяных паров 10 г/м 3 .

Максимальные показатели меняются в зависимости от температуры воздуха. При – 30 о С этот параметр равен 0,29 г/м 3 , при 0 о С – 4,8 г/м 3 , при + 30 о С – 30,4 г/м 3 . Максимальная величина достигается при температуре 100 о С (температура кипения воды) и равна 598 г/м 3 .

Приборы для измерения абсолютной влажности воздуха

Относительная определяется путем деления значения текущей влажности на максимально возможную при определенной температуре, умноженной на 100. Измеряется влажность в процентах. Повсеместно используется в прогнозах погоды, составе продуктов питания, характеристиках производственных, складских и жилых помещений.

Чем опасна недостаточная и избыточная влага

Влагосодержание, необходимое для полноценного функционирования живого организма, сугубо индивидуально и зависит от многих параметров. Существенный избыток или недостаток водяных паров одинаково пагубен для человека, растения, животного, продуктов питания, строительных и отделочных материалов.

По окнам течет

Излишняя влага воздуха в прямом смысле слова плачевно сказывается на состоянии окружающих нас предметах. Внутренняя поверхность окон покрывается каплями влаги, которая стекает на подоконник. Постельное белье, одежда, меховые изделия приобретают неприятный запах сырости, ими неудобно и неприятно пользоваться.

Приборы для измерения абсолютной влажности воздуха

Продукты портятся, употреблять в пищу их невозможно. Ограждающие конструкции и отделка покрываются плесенью. Ее споры распространяются по воздуху и могут стать причиной аллергических реакций и резкого снижения иммунитета. Человек чаще болеет, процесс выздоровления занимает больше времени.

Как в пустыне

Недостаток влаги в воздухе в условиях невысоких температур приводит к переохлаждению и обезвоживания вследствие повышенного потоотделения.

Приборы для измерения абсолютной влажности воздуха

В таком воздухе происходит нарастание уровня статического электричества, повышается количество пыли. Пересыхают слизистые поверхности человеческого организма. Возникает першение в горле, сухость в носовой полости, жжение в глазах.

Используем приборы

Измерить влажность воздуха проще всего прибором. Называется он — гигрометр. По принципу действия он бывает:

  • весовым;
  • волосяным;
  • пленочным;
  • электролитическим;
  • керамическим;
  • конденсационным;
  • электронным;
  • психрометрическим.

В бытовых условиях применяются психрометрические, волосяные, электронные гигрометры. Для получения достоверных результатов знать, как ими измеряют влажность воздуха.

Самый надежный

Определение влажности воздуха с помощью психрометра (от греческого – холодный), не составляет особого труда. Действие прибора основано на том, что наличие влаги понижает температуру. На панели установлены 2 термометра и психрометрическая таблица. Первый термометр — сухой, второй – влажный. Для измерения необходимо найти разницу показаний температур. В таблице по вертикали указаны температура воздуха, измеряемого сухим термометром, по горизонтали разность показаний. Пересечением этих двух строчек показывается относительная влажность воздуха в процентах.

Читайте так же:  Изолон под линолеум на деревянный пол

Приборы для измерения абсолютной влажности воздуха

Психрометр надежный, достаточно простой прибор для определения влажности, дающий точную информацию. Требует постоянного контроля на наличие воды в емкости влажного термометра. Позволяет одновременно следить за температурой воздуха и его влажностью.

Самый простой

Самый древним и простым прибором для измерения влажности является волосяной гигрометр. Как узнать влажность воздуха с его помощью?

Приборы для измерения абсолютной влажности воздуха

Достаточно просто посмотреть на стрелку, под которой расположена шкала с делениями через 1%. Принцип действия основан на изменении линейных размеров предметов в зависимости от насыщения их влагой. В качестве такого предмета используется обыкновенный обезжиренный волос. Отсюда и пошло название прибора «волосяной».

В качестве недостатка можно отметить большую погрешность измерения (около 10%). Плюсами являются:

  • высокая чувствительность;
  • быстрое реагирование на изменение влажности;
  • большой диапазон измерения — от 30 до 100%.

Используется для определения относительной влажности воздуха в жилых помещениях. Зачастую является красиво оформленным предметом интерьера.

Приборы для измерения абсолютной влажности воздуха

Самый современный

Чем измеряют влажность в интерьерах современной классики и хай-тек? Современный дизайн требует современных приборов. Одним из таких является цифровой (электронный) гигрометр. В основе его лежит измерение сопротивления электрического тока при изменении влажности электролита.

Приборы для измерения абсолютной влажности воздуха

Минусом данного определителя влажности воздуха является необходимость подключения к электрической сети или использование батареек.

Приборы для измерения абсолютной влажности воздуха

Жидкокристаллический дисплей еще отображает время и температуру. Имеется подсветка для использования в ночное время. Частота обновления показаний от 10 до 20 секунд. Погрешность измерения влажности воздуха в помещении составляет 5%.

Сами с усами

Чем измерить влажность, если прибора нет, а покупать его нет необходимости из-за редкого использования? На помощь придут смекалка, опыт поколений, простые предметы, которые есть в каждом доме.

Гори, гори моя свеча

Представляем дедовский способ, как определить влажность в комнате. Для этого достаточно изготовить влагомер из простой свечи и спички. Прежде чем измерять влажность воздуха:

  • закройте двери, ведущие в смежные помещения;
  • обеспечьте отсутствие сквозняков;
  • зажгите свечу;
  • наблюдайте за пламенем.

Приборы для измерения абсолютной влажности воздуха

Если пламя колышется, и цвет ореола имеет малиновую окраску – паров воды в воздухе много. Если горение ровно вертикальное и пламя оранжево-желтого цвета – наличие водяных паров в норме.

Вода, стакан, холодильник

Данный способ дает возможность замерять влажность воздуха в домашних условиях. У этого прибора только три показания наличия влаги:

Перед тем как проверить влажность в квартире, налейте в стеклянный стакан простой водопроводной холодной воды. Поставьте в холодильник на 5-6 часов. Температура воды должна быть 6 о С.

Приборы для измерения абсолютной влажности воздуха

Измерить можно либо с помощью уличного термометра или термометра для ванной. Затем поставьте стакан на стол в комнате, на расстоянии 1 метра от окон и стен. Через 10 минут оцените результат:

  • конденсат на наружных стенках стакана сконцентрировался в капли, которые стекают на стол – избыточная;
  • физическое состояние конденсата не изменилось – нормальная;
  • конденсат испарился или его стало значительно меньше – недостаточная.

Сделай психрометр сам

Для определения влажности воздуха можно использовать обыкновенный комнатный ртутный термометр. С его помощью можно провести измерение влажности воздуха психрометрическим способом. Перед тем как измерить влажность в помещении приготовьте обыкновенную тряпку и воду.

Порядок проверки наличия паров воды в объеме воздуха своими руками следующий:

  • проведите измерение температуры воздуха в помещении и запишите;
  • оберните ртутную колбу термометра влажной тряпкой;
  • ожидайте 10 минут;
  • снимите и запишите показания термометра;
  • высчитайте разницу сухого и влажного измерения;
  • скачайте психрометрическую таблицу;
  • найдите уровень влажности в помещении.

Приборы для измерения абсолютной влажности воздуха

Такой измеритель влажности воздуха не занимает много места, не требует дополнительных затрат, обеспечивает необходимую точность измерения.

Нормальные показатели

Мало определить влажность воздуха в комнате. Необходимо еще знать, нормальны ли полученные данные. Оптимальное и наиболее комфортное значение в 45%. При этом приемлемым диапазоном изменения влажности воздуха в квартире является 30 – 60%. В разных по своему функциональному назначению помещениях рекомендуется поддерживать разное количество водяных паров:

  • зал, столовая, гостиная, кухня, ванная комната – 40-60%;
  • спальня для взрослых и подростков – 40-50%;
  • детская комната – 45-60%;
  • кабинет – библиотека – 30-40%.

Добиваться разных показателей наличия влаги даже в небольших помещениях достаточно хлопотно. В первую очередь надо обеспечить норму влажности. В большинстве современных жилых помещениях ее не хватает из-за большого количества отопительных и электрических приборов.

Приборы для измерения абсолютной влажности воздуха

От этого ухудшается самочувствие, понижается работоспособность. Больше всего от этого страдают дети.

Доводим до нормы

Для обеспечения комфортного проживания необходимо регулировать относительную влажность воздуха. Для этого необходимо:

  1. Регулярно, не менее двух раз в сутки, проветривать помещения. Лучше всего это делать это после пробуждения и перед сном. Зимой лучше проводить короткие по времени проветривания с широко открытым окном для предупреждения охлаждения стен и пола. Летом, когда количество влаги на улице недостаточно, можно открыть окна не широко на длительное время.
  2. Увеличить количество комнатных растений. Увлажнение происходит за счет испарения влаги с поверхности почвы. Сморщенные, поникшие, засохшие листья будут свидетельствовать о недостатке воздушной влаги.
  3. Установить аквариум. Испарение воды с его поверхности сильно увлажняют воздух. Это заметно даже без проведения измерений. Если нет желания заниматься аквариумистикой, можно расставить в квартире емкости с водой. Не так эстетично, зато очень практично.
  4. Регулярно проводить влажную уборку. Отсутствие пыли позволит большему количеству влаги находиться во взвешенном состоянии.
  5. Приобретите специальный прибор для увлажнения воздуха. Особенно это актуально, если есть дети грудничкового и младшего возраста.
  6. Разбрызгивайте воду с помощью пульверизатора для поливки растений или глажки белья.
Читайте так же:  Котел навьен подпитка системы отопления

АКВАРИУМ И ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА

Выберите ли какой-то один способ или будете использовать комплекс мероприятий, не важно. Главное, чтобы показатели температуры и влажности были в пределах нормы.

Влажность нужная нужна, влажность очень нам важна. Такой главный вывод можно сделать, прочитав статью. Поддерживайте влажность воздуха в квартире в пределах нормы, берегите собственное здоровье.

Конденсационный гигрометр (от греческих слов – влажный и – измеряю).

При понижении температуры, относительная влажность воздуха увеличивается. При некоторой температуре, называемой точкой росы, водяной пар становится насыщенным. Это означает, что в воздухе находится максимально возможное количество водяных паров. Относительная влажность воздуха равна 100 %. Дальнейшее понижение температуры приводит к тому, что образующийся излишек водяных паров начинает конденсироваться в виде капелек росы или тумана.

Для определения относительной влажности воздуха, можно искусственно понизить температуру воздуха в какой-то ограниченной области до точки росы. Абсолютная влажность и, соответственно, давление водяных паров при этом останутся неизменными. Сравнивая давление водяного пара при точке росы с давлением насыщенного пара, которое могло бы быть при интересующей нас температуре, мы тем самым, найдем относительную влажность воздуха.

Быстрого охлаждения можно добиться при интенсивном испарении какой-нибудь летучей жидкости.

Приборы для измерения абсолютной влажности воздуха

Конденсационный гигрометр состоит из металлической коробочки с двумя отверстиями. В коробочку заливается эфир. С помощью резиновой груши через коробочку прокачивается воздух. Эфир очень быстро испаряется, температура коробочки и воздуха, находящегося вблизи нее, понижается, а относительная влажность растет. При некоторой температуре, которая измеряется термометром, вставленным в отверстие прибора, поверхность коробочки покрывается мельчайшими капельками росы. Чтобы точнее зафиксировать момент появления на поверхности коробочки росы, эта поверхность полируется до зеркального блеска, а рядом с коробочкой для контроля располагается отполированное металлическое кольцо.

Значения давления и плотности насыщенного пара при разных температурах можно найти в справочниках. Ниже приведен фрагмент соответствующей таблицы.

, °C
, кПа
, °C , кПа –5 0,40 3,2 10 1,23 9,4 0,61 4,8 11 1,33 10,0 1 0,65 5,2 12 1,40 10,7 2 0,71 5,6 13 1,49 11,4 3 0,76 6,0 14 1,60 12,1 4 0,81 6,4 15 1,71 12,8 5 0,88 6,8 16 1,81 13,6 6 0,93 7,3 17 1,93 14,5 7 1,00 7,8 18 2,07 15,4 8 1,06 8,3 19 2,20 16,3 9 1,14 8,8 20 2,33 17,3

Пусть, например, измерения проводятся при температуре окружающего воздуха 20 °С.

Давление насыщенного водяного пара при этой температуре равно 2,33 кПа.

Коробочка конденсационного гигрометра покрылась капельками росы при температуре 5 °С.

Этой температуре соответствует давление насыщенного водяного пара 0,88 кПа.

Относительная влажность воздуха Приборы для измерения абсолютной влажности воздуха

Приборы для измерения абсолютной влажности воздуха

Психрометр (от греческих слов: – холодный и – измеряю) – прибор для определения влажности и температуры воздуха.

Психрометр состоит из двух одинаковых термометров. Баллончик с жидкостью одного из термометров оборачивается тряпочкой, конец которой опущен в чашечку с водой. Благодаря этому тряпочка всегда остается влажной. При испарении воды тряпочка и баллончик охлаждаются, вследствие чего показания влажного термометра оказываются меньшими, чем показания сухого термометра. Зная разницу показаний термометров и показания сухого термометра, можно по специальным психрометрическим таблицам определить относительную влажность воздуха. Если воздух предельно насыщен водяными парами и его относительная влажность равна 100 %, термометры будут давать одинаковые показания.

Показания сухого термометра, °С 1 2 3 4
12 100 89 78 68 57
14 100 89 79 70 60
16 100 90 81 71 62
18 100 91 82 73 65
20 100 91 83 74 66
22 100 92 83 76 68
24 100 92 84 77 69
26 100 92 85 78 71
28 100 93 85 78 72
30 100 93 86 79 73

Например, пусть сухой термометр показывает температуру 24 °С, а влажный 21 °С. Разность показаний сухого и влажного термометра составляет 3 °С. На пересечении соответствующих строки и столбца находим, что относительная влажность воздуха равна 77 %.

Приборы для измерения абсолютной влажности воздуха

Действие волосного гигрометра основано на свойстве обезжиренного человеческого волоса и некоторых органических пленок изменять свою длину в зависимости от относительной влажности воздуха. Если волос или пленку через передаточный механизм соединить с подвижной стрелкой, укрепленной на оси, и проградуировать шкалу, то с помощью такого прибора можно напрямую измерять относительную влажность воздуха.

“>

Оцените статью
Adblock detector